Tìm hiểu công thức tính công cơ học chuẩn xác và các kiến thức quan trọng nên biết

Trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta thường xuyên bắt gặp những trường hợp cần áp dụng cách tính công, từ việc đẩy một chiếc xe đẩy trong siêu thị đến những ứng dụng phức tạp hơn trong ngành công nghiệp và khoa học kỹ thuật. Vậy công cơ học là gì và tại sao việc nắm vững công thức này lại quan trọng? FPT Shop sẽ đưa bạn đến gần hơn với kiến thức cơ bản, dễ hiểu của công thức tính công cơ học.

Giới thiệu khái quát về công cơ học

Công được dùng để mô tả lượng năng lượng được chuyển hóa khi một lực tác dụng lên một vật thể và làm cho vật thể đó di chuyển theo hướng của lực. Để hiểu rõ hơn về công cơ học, chúng ta hãy cùng tìm hiểu về các yếu tố và công thức liên quan.

Định nghĩa

Công cơ học được định nghĩa là tích của lực tác dụng lên một vật thể và quãng đường mà vật thể dịch chuyển theo hướng của lực. Nói cách khác, công là một cách đo lường lượng năng lượng mà một vật liệu nhận được qua các tương tác lực.

Các yếu tố ảnh hưởng

• Lực tác dụng: Độ lớn của lực ảnh hưởng trực tiếp đến lượng công thực hiện. Nếu lực càng lớn, công thực hiện càng nhiều.
• Quãng đường di chuyển: Độ dài quãng đường dịch chuyển càng lớn, công thực hiện càng cao, nếu các yếu tố khác không đổi.
• Hướng của lực và chuyển động: Khi hướng lực và hướng di chuyển không song song, chỉ có phần lực song song với sự di chuyển mới thực hiện công.

Ứng dụng

Công cơ học có nhiều ứng dụng trong thực tế và trong các ngành công nghiệp. Đây là yếu tố giúp chúng ta giải thích các hiện tượng trong đời sống hằng ngày như nâng đồ vật, chuyển hóa năng lượng trong xe cộ và thậm chí là trong việc vận hành các thiết bị điện tử.

Công thức tính công cơ học chuẩn xác

Sau khi tìm hiểu khái niệm cũng như các đặc điểm của công cơ học thì bạn cần theo dõi công thức tính công như sau:

- Trường hợp 1: Công thức tính công cơ học khi lực F làm dịch chuyển một quãng đường s theo phương của lực.

Công thức: A = F.s

Trong đó:

• A là công của lực F (J).
• F là lực tác dụng vào vật (N).
• s quãng đường vật dịch chuyển (m).
• Đơn vị của công là Jun, (kí hiệu là J).

Đổi đơn vị:

• 1J = 1N.1m = 1Nm.
• Bội số của Jun là kilojun (kí hiệu là kJ), 1kJ = 1000J.

- Trường hợp 2: Khi có một lực không đổi tác dụng lên vật và điểm đặt của lực đó chuyển dời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực một góc α, công thực hiện bởi lực đó được tính theo công thức như sau:

Công thức: A = Fscosa

Trong đó :

• F: Độ lớn lực tác dụng (N).
• s: Quãng đường vật dịch chuyển (m).
• A: Công (J).
• α : góc hợp bởi hướng của lực với hướng chuyển dời của vật .

Tìm hiểu công thức tính công suất

Ngoài các kiến thức về công thức tính công cơ học, chúng ta có thể khám phá thêm công thức tính công suất để hỗ trợ quá trình xử lý các vấn đề thường gặp về công trong cuộc sống.

Công suất là một đại lượng vật lý dùng để đo lường mức độ nhanh chóng mà công được thực hiện hoặc năng lượng được chuyển hóa trong một đơn vị thời gian. Nó là một khái niệm quan trọng trong cả vật lý và kỹ thuật, đặc biệt liên quan đến các hệ thống sản xuất và tiêu thụ năng lượng như máy móc, động cơ, thiết bị điện.

Định nghĩa

Công suất biểu thị khả năng thực hiện công hoặc chuyển hóa năng lượng trong một khoảng thời gian nhất định. Điều này giúp chúng ta hiểu được hiệu quả và tốc độ làm việc của máy móc hoặc hệ thống năng lượng.

Công thức tính

Đơn vị của công suất là Oát (W).

• 1W.h = 3600J; 1KWh = 3600 kJ.

Ngoài ra người ta còn sử dụng đơn vị mã lực.

• 1CV = 736W.
• 1HP = 746W.

Đơn vị đo

• Watt (W): Đơn vị chuẩn của công suất trong hệ thống đo lường quốc tế (SI). Một watt tương đương với một jun trên giây.
• Đôi khi công suất còn được đo bằng các đơn vị lớn hơn như kilowatt (kW = 1000 watts) hoặc megawatt (MW = 1,000,000 watts) trong các ứng dụng lớn hơn.

Ứng dụng

Công suất đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực:

• Điện lực: Trong ngành điện, công suất giúp đo lường mức tiêu thụ điện của các thiết bị và hệ thống.
• Động cơ: Đối với các phương tiện giao thông như ô tô hay máy bay, công suất động cơ biểu thị khả năng của phương tiện trong việc vận hành và di chuyển với hiệu suất cao.
• Cơ khí và sản xuất: Trong các ngành công nghiệp, công suất được sử dụng để đánh giá hiệu suất của máy móc và thiết bị trong quá trình sản xuất.

Những điều cần biết về công suất trung bình

Công suất trung bình là một khái niệm quan trọng khi đánh giá hiệu suất làm việc của một máy móc hoặc hệ thống trong một khoảng thời gian xác định. Nó cho biết lượng công được thực hiện trung bình trong mỗi đơn vị thời gian và giúp chúng ta đánh giá hiệu quả của quá trình sinh công hoặc tiêu thụ năng lượng.

Định nghĩa

• Công suất trung bình của một máy sinh công là tỉ số của công A và khoảng thời gian thực hiện công đó.

Công thức tính

• Hệ số công suất (cos alpha) = Tỉ số giữa công suất hữu dụng (kw) và công suất toàn phần (kva)
• Hệ số công suất (cos alpha) = Cos của góc giữa công suất tác dụng và công suất toàn phần.

Trong đó:

• Công suất tác dụng (P): Đặc trưng cho khả năng sinh ra công hữu ích của thiết bị, đơn vị W hoặc kW.
• Công suất phản kháng (Q): Không sinh ra công hữu ích nhưng nó lại cần thiết cho quá trình biến đổi năng lượng, đơn vị VAR hoặc kVAR.

Công suất tổng hợp (S) cho 2 loại công suất trên được gọi là công suất biểu kiến, đơn vị VA hoặc KVA.

Ứng dụng

• Trong ngành công nghiệp: Công suất trung bình của một động cơ hoặc máy móc có thể được dùng để xác định mức độ tiêu thụ năng lượng của chúng trong quá trình sản xuất. Điều này giúp các kỹ sư điều chỉnh và nâng cấp hệ thống để giảm tiêu thụ năng lượng và cải thiện hiệu suất.
• Trong đời sống hằng ngày: Công suất trung bình của các thiết bị điện gia dụng như máy giặt hoặc tủ lạnh cung cấp thông tin về mức độ tiêu thụ điện. Từ đó giúp người tiêu dùng lựa chọn các thiết bị tiết kiệm năng lượng.

Bài tập minh họa về công thức tính công

- Bài tập 1: Khi một người đưa xô đá có khối lượng 15kg lên độ cao 5m trong thời gian 20 giây bằng ròng rọc động thì công mà người đó thực hiện được là bao nhiêu?

Bài giải:

Lực F mà người đó thực hiện là:

F = 10m = 10.15 = 150 (N)

Công mà người đó thực hiện là:

A = P.h = 150.5 = 750(J)

- Bài tập 2: Một người kéo một gáo múc nước từ giếng sâu 10m. Công tối thiểu của người đó phải thực hiện là bao nhiêu? Biết gáo nước có khối lượng là 0,5 Kg và đựng thêm 10 lít nước, khối lượng riêng của nước là 1000kg/m3.

Bài giải:

Thể tích của nước: V = 10 lít = 0,01 m3

Khối lượng của nước:

mn = V.D = 0,01 . 1000 = 10 (Kg)

Lực tối thiểu để kéo gàu nước lên là: F = P

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

Công tối thiểu của người đó phải thực hiện:

A = F.S = 105. 10 = 1050 (J)

Tạm kết

Những chia sẻ trong bài viết trên đã giúp bạn đọc tìm hiểu đầy đủ kiến thức về công thức tính công cơ học, công suất. Khi nắm vững những kiến thức này, bạn có thể áp dụng vào quá trình tính công của một lực trong các tình huống thực tiễn. Hãy tiếp tục theo dõi website FPT Shop để tìm hiểu thêm nhiều kiến thức hữu ích về vật lý nhé!

Nếu bạn đang cần mua laptop để phục vụ công việc, học tập thì hãy ghé ngay FPT Shop. Cửa hàng đang tổ chức nhiều chương trình khuyến mãi các sản phẩm laptop dành cho khách hàng.

Máy tính xách tay

Mời bạn xem thêm:

• Bật mí cách sử dụng hàm PMT trong tính toán các khoản thanh toán thông dụng
• Hướng dẫn 8 cách tính phần trăm (%) chính xác và dễ hiểu nhất
• Công thức tính áp suất là gì? Công thức, ý nghĩa và ứng dụng