Chuyên đề 2:
CÔNG VÀ CÔNG SUẤT. ĐỊNH LUẬT BẢO
TOÀN CÔNG
A. TÓM TẮT KIẾN THỨC
I. CÔNG VÀ CÔNG SUẤT
1. Công
- Định nghĩa: Công thực hiện bởi lực trên quãng đường s
được xác định bởi công thức:
(2.1)
( là góc hợp bởi hướng của lực và hướng của đường đi )
- Các trường hợp cụ thể:
+ : công phát động (công dương).
+ : công cản (công âm).
+ .
+ : lực không thực hiện công.
- Đơn vị: Trong hệ SI, đơn vị của công là J (jun). Ngoài ra còn có các đơn vị khác như Wh (oát- giờ), kWh (kilooát-giờ), với:
.
2. Công suất
- Định nghĩa: Công suất là đại lượng có giá trị bằng thương số giữa công A và thời gian t cần để thực hiện công ấy:
(2.2)
- Đơn vị: Trong hệ SI, đơn vị của công suất là W (oát). Ngoài ra còn có các đơn vị khác như: kW, với ; MW (mêgaoát), với ; HP (mã lực, ngựa), với .
- Công suất trung bình của lực trong thời gian t: (2.3)
- Công suất tức thời của lực tại thời điểm t: (2.4)
(s là quãng đường dịch chuyển của vật; v là vận tốc của vật chịu lực).
3. Hiệu suất
- Định nghĩa: Hiệu suất của máy được đo bằng tỉ số giữa công có ích và công toàn phần do máy sinh ra khi hoạt động:
(2.5)
- Chú ý: Hiệu suất của máy có giá trị luôn nhỏ hơn 1 .
II. CÔNG CỦA CÁC LỰC CƠ HỌC. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CÔNG
1. Công của các lực cơ học
- Công của trọng lực: (2.6)
( là hiệu giữa hai độ cao đầu và cuối; : vật đi từ trên xuống: : vật đi từ dưới lên: ).
- Công của lực đàn hồi:
(2.7)
(k là độ cứng của lò xo; là độ biến dạng đầu và cuối của vật đàn hồi).
- Công của lực ma sát:
(2.8)
(: công cản; là hệ số ma sát, N là áp lực của vật trên mặt tiếp xúc, s là quãng đường dịch chuyển).
* Chú ý: Công của trọng lực, lực đàn hồi không phụ thuộc vào hình dạng đường đi của vật mà chỉ phụ thuộc vào vị trí đầu và cuối. Trọng lực và lực đàn hồi gọi là lực thế.
2. Định luật bảo toàn công: Khi vật chuyển động đều hoặc khi vận tốc của vật ở điểm cuối và điểm đầu bằng nhau thì công phát động bằng độ lớn của công cản.
B. NHỮNG CHÚ Ý KHI GIẢI BÀI TẬP
(. VỀ KIẾN THỨC VÀ KỸ NẰNG
- Khi sử dụng công thức tính công cần xác định đúng giá trị góc giữa hướng của lực và hướng của đường đi (hướng chuyển động của vật).
- Khi sử dụng công thức tính công suất cần xác định đặc điểm chuyển động của vật (đều, biến đổi), loại công suất cần tính (trung bình, tức thời) để áp dụng đúng công thức tính cho từng trường hợp cụ thể.
- Khi sử dụng định luật bảo toàn công cần chú ý các trường hợp chuyển động của vật (có ma sát, không có ma sát).
- Công của các lực cơ học như trọng lực, lực đàn hồi không phụ thuộc vào dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí các điểm đầu và cuối gọi là các lực thế. Để tính công của các lực này ta cần chú ý vị trí các điểm đầu và cuối của vật. Lực ma sát không phải là lực thế nên công của nó phụ thuộc vào dạng đường đi của vật.
(. VỀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
(. Với dạng bài tập về công và công suất. Phương pháp giải là:
- Sử dụng các công thức tính công, công suất:
+ Công của lực : , ( góc hợp bởi hướng của lực và hướng của đường đi ).
+ Công suất của lực :
• Vật chuyển động đều .
• Vật chuyển động biến đổi .
• Vật chuyển động biến đổi đều thì ;
nguon VI OLET
