Công cơ học là gì? Công thức tính công cơ học và bài tập từ A – Z

Cơ học là kiến ​​thức cơ bản của vật lý lớp 8 nhưng được vận dụng xuyên suốt từ lớp 2 đến lớp 3 để giải bài tập. Chính vì vậy trường THPT CHUYÊN LAM SƠN sẽ chia sẻ lý thuyết Công cơ học là gì?? Đơn vị, công thức cơ học và các bài tập có lời giải chi tiết từ A – Z trong bài viết dưới đây cho các bạn tham khảo

Công cơ học là gì?

Công cơ học là công của một lực (khi một vật tác dụng một lực và lực này sinh ra công, ta có thể nói công là công của vật). Công việc cơ khí thường được gọi là công việc.

Ví dụ: Trong trường hợp đầu máy kéo các toa tàu đang chuyển động, lực thực hiện công là lực kéo của đầu máy, hoặc trong trường hợp quả táo rơi từ trên cây xuống thì lực thực hiện công là trọng lực.

Đơn vị công cộng

Đơn vị của công là jun, ký hiệu là J.

1 J = 1N.1m = 1N.m

Ngoài ra, người ta cũng thường dùng bội số của Jun là kilojoules (ký hiệu kJ): 1kJ = 1000 J.

Công cơ học phụ thuộc vào những yếu tố nào?

Công cơ học phụ thuộc vào hai yếu tố: lực tác dụng lên vật và quãng đường vật đi được.

Lực càng lớn thì công càng lớn và ngược lại.

Quãng đường đi được càng dài thì công hoàn thành càng lớn và ngược lại.

Công thức tính toán công việc

Công thức tính công cơ học khi lực F di chuyển được quãng đường s theo phương của lực

A = Fs

Trong đó:

• A là công do lực F (J) thực hiện.
• F là lực tác dụng lên vật (N)
• s quãng đường đã đi (m)

Ghi chú:

• Công thức trên chỉ đúng khi vật chuyển động có hướng của lực.
• Nếu vật chuyển động theo phương vuông góc với phương của lực thì công do lực đó thực hiện bằng 0.
• Nếu vật không chuyển động theo hướng của lực thì công được tính theo một công thức khác đã học ở lớp trước.

Tìm hiểu thêm:

Bài tập công cơ học có lời giải

Ví dụ 1: Một vật khối lượng 2kg rơi từ độ cao 6m xuống đất.

Một. Tính công do trọng lực thực hiện.

b. Công này bằng công của việc thả một vật khối lượng 5kg từ độ cao bao nhiêu mét?

Câu trả lời

Trọng lượng của vật P = 10,2 = 20 N

Công việc được thực hiện bởi trọng lực:

A = Ph = 20,6 = 120 J

Khối lượng của vật nặng 5kg

P ‘= 10,5 = 50 NỮ

Vì vậy, để A làm việc với một vật khối lượng 5 kg được thả rơi từ độ cao:

h ‘= A: P’ = 120: 50 = 2,4 m

Ví dụ 2: Đầu máy kéo toa xe một lực F = 5000N làm toa xe đi được quãng đường 1 km. Tính công của lực đầu máy.

Phần thưởng:

Công của lực kéo đầu máy là:

A = Fs = 5000.1000 = 5000000 J

Ví dụ 3: Một nhóm học sinh đẩy xe chở đất từ ​​A đến B trên đường nằm ngang, đến B đổ hết đất rồi đẩy xe không đi theo đường cũ trở về A. So sánh công sinh ra lúc đầu và công về. lần lượt. .

Câu trả lời

Công cơ học được tính theo công thức: A = Fs

⇒ Công cơ học tỉ lệ thuận với lực F

Trong trường hợp trên, ta thấy khi đẩy xe chở đất từ ​​A đến B thì có lực đẩy lớn hơn so với khi đẩy xe không từ B đến A.

⇒ Lực tấn công của lượt đi lớn hơn vì lực đẩy của lượt đi lớn hơn lượt về

Ví dụ 4: Một thang máy đưa người và hàng lên độ cao 80 m sinh ra công 160000J. Biết người đó có khối lượng 60 kg, hãy tính khối lượng của hàng?

Câu trả lời

Lực kéo F của thang máy bằng tổng trọng lượng P của người và hàng.

Ta có: A = Fs = Ps

Vậy tổng trọng lượng P của người và hàng là:

P = A / s = 160000/80 = 2000 (N)

Tổng khối lượng của người và hàng là:
m = P / 10 = 2000/10 = 200 (kg)

Vậy khối lượng của hàng hóa là:

m₂ = m – m_{đầu tiên} = 200 – 60 = 140 (kg).

Ví dụ 5: Một người kéo gáo múc nước từ giếng sâu 10m. Công việc tối thiểu mà người đó phải thực hiện là gì? Nếu thùng nước có khối lượng 0,5 Kg và chứa 10 lít nước thì khối lượng riêng của nước là 1000 kg / m2.³.
Thể tích của nước: V = 10 lít = 0,01 m³

Câu trả lời

Khối lượng nước:

mn = VD = 0,01. 1000 = 10 (Kg)

Lực tối thiểu để kéo xô lên là: F = P

Hoặc: F = 10 (mn + mg) = 10 (10 + 0,5) = 105 (N)

Công việc tối thiểu mà người đó phải thực hiện:

A = FS = 105. 10 = 1050 (J) Thể tích của nước: V = 10 lít = 0,01 m³

Ví dụ 6: Một con ngựa kéo xe chuyển động với vận tốc không đổi thì lực kéo 600N. Trong 5 phút công là 360kJ. Tính vận tốc của xe.

Câu trả lời

Công A của lực F được tính theo công thức: A = Fs

Quãng đường mà ngựa kéo xe đi được là:

s = A / F = 360000/600 = 600 m

Vận tốc của xe là:

v = s / t = 600/300 = 2m / s

Ví dụ 7: Một đầu máy kéo một đoàn tàu chuyển động từ ga A đến ga B trong 15 phút với vận tốc 30km / h. Tại ga B đoàn tàu được nối với một ôtô phụ rồi chuyển động từ ga B đến ga C với vận tốc nhỏ hơn trước là 10km / h. Thời gian đi từ ga B đến ga C là 30 phút. Tính công do đầu máy sinh ra biết lực kéo đầu máy không đổi là 40000N.

Câu trả lời

Khoảng cách từ ga A đến ga B là:

S_{đầu tiên} = v_{đầu tiên}.t_{đầu tiên} = 30,1 / 4 = 7,5 km
Khoảng cách từ ga B đến ga C là:

S₂ = v₂.t₂ = 20,1 / 2 = 10 km

Khoảng cách từ ga A đến ga C là:

S = SẼ_{đầu tiên} + SẼ₂ = 17,5km = 17500 m

Công của đầu máy ra đời là:

A = FS = 40000.17500 = 700000000 J

Ví dụ 8: Hơi nước có áp suất không đổi p = 6.105 N / m2 được dẫn qua van vào xilanh và đẩy pittong đi từ vị trí AB đến vị trí A’B ‘(H.13.1). Thể tích khối trụ nằm giữa hai vị trí AB và A’B ‘của pít tông là V = 15dm³. Chứng minh rằng công do hơi nước thực hiện bằng thể tích của p và V. Tính công J đó.

Câu trả lời

Ta có: V = 15 dm³ = 0,015 m³

Lực hơi tác dụng lên piston là F = pS (với S là diện tích bề mặt của piston).

Gọi h là quãng đường piston đi được, khi đó thể tích của khối trụ giữa hai vị trí AB và A’B ‘của piston là: V = Sh

⇒F = pV / h

Công của hơi nước sinh ra là:

A = Fh = pV / hh = pV (đpcm)

Vậy A = pV = 6.105.0,015 = 9000 J.

Hi vọng sau khi đọc bài chia sẻ trên đây của trường THPT CHUYÊN LAM SƠN có thể giúp các bạn nhớ lại công thức tính công cơ học để vận dụng vào giải bài tập.