Công cơ học

BÀI 13. CÔNG CƠ HỌC

I. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM

1. Công cơ học

• Công cơ học là công của lực tác dụng vào vật và làm vật chuyển dời.

• Công cơ học phụ thuộc hai yếu tố: Lực tác dụng vào vật và quãng đường dịch chuyển.

2. Công thức tính công cơ học

• Công thức: A = F.s

Trong đó: F là lực tác dụng vào vật (N).

                              s là quãng đường vật dịch chuyển theo phương của lực (m)

3. Đơn vị của công

• Đơn vị của công là Jun (kí hiệu là J).

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

1 kJ = 1000 J.

4. Chú ý

• Khi lực tác dụng không làm dịch chuyển được vật thì lực không sinh công.
• Khi lực tác dụng có phương vuông góc với phương dịch chuyển của vật thì lực cũng không sinh công

II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP

Tính công cơ học

+ Để xác định công cơ học cần nhớ công thức: A = F.s

+ Lưu ý:

• Nếu đề bài yêu cầu tính công của lực nâng vật lên theo phương thẳng đứng thì F = P.
• Nếu đề bài không cho trực tiếp quãng đường dịch chuyển (s) của vật mà cho tốc độ và thời gian chuyển động thì vận dụng công thức tính quãng đường: s = v.t

III. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA

Câu C1 (trang 46 SGK Vật Lí 8): 

Quan sát các hiện tượng:

• Con bò đang kéo một chiếc xe đi trên đường. Trong trường hợp này, người ta nói lực kéo của con bò đã thực hiện một công cơ học (H.13.1)

• Người lực sĩ cử tạ đỡ quả tạ ở tư thế thẳng đứng. Mặc dù lực sĩ rất mệt nhọc, tốn nhiều sức lực, nhưng trong trường hợp này người ta nói lực sĩ không thực hiện công cơ học (H.13.2).

Từ các trường hợp quan sát trên, em có thể cho biết khi nào thì có công cơ học nào?

Trả lời:

• Khi có lực tác dụng vào vật làm vật chuyển dời theo phương không vuông góc với phương của lực thì có công cơ học.
• Trường hợp con bò đang kéo xe đi trên đường ở Hình 13.1 có công cơ học
• Trường hợp người lực sĩ cử tạ đỡ quả tạ ở tư thế thẳng đứng ở Hình 13.2 không có công cơ học

Câu C2 (trang 46 SGK Vật Lí 8): 

Tìm từ thích hợp cho các chỗ trống của kết luận sau:

Chỉ có “công cơ học” khi có …(1)… tác dụng vào vật và làm cho vật …(2)… theo phương vuông góc với phương của lực.

Trả lời:

Chỉ có “công cơ học” khi có lực tác dụng vào vật và làm cho vật chuyển dời theo phương vuông góc với phương của lực.

Câu C3 (trang 47 SGK Vật Lí 8): 

Trong những trường hợp dưới đây, trường hợp nào có công cơ học?

a) Người thợ mỏ đang đẩy làm cho xe goòng chở than chuyển động.

b) Một học sinh đang ngồi học bài.

c) Máy xúc đất đang làm việc.

d) Người lực sĩ đang nâng quả tạ từ thấp lên cao.

Trả lời:

Các trường hợp có công cơ học là: a), c), d)

Giải thích: vì ở cả 3 trường hợp đều có một lực tác dụng lên vật làm cho vật chuyển dời (tương ứng là: xe goòng chuyển động, máy xúc chuyển động và quả tạ chuyển động).

Trả lời:

a) Đầu tàu hỏa đang kéo đoàn tàu chuyển động: Lực kéo của đầu tàu thực hiện công.

b) Quả bưởi rơi từ trên cây xuống: Trọng lực thực hiện công.

c) Người công nhân dùng ròng rọc cố định kéo vật nặng lên cao: Lực kéo của người công nhân thực hiện công.

Câu C5 (trang 48 SGK Vật Lí 8): 

Đầu tàu hỏa kéo toa xe với lực F = 5000 N làm toa xe đi được 1000 m. Tính công của lực kéo của đầu tàu.

Trả lời:

Công của lực kéo là: A = F.s = 5000.1000 = 5000000 J = 500 kJ.

Câu C6 (trang 48 SGK Vật Lí 8): 

Một quả dừa có trọng lượng 2 kg rơi từ trên cây cách mặt đất 6 m. Tính công của trọng lực?

Trả lời:

Trọng lực của quả dừa: P = 2.10 = 20 N.

Công của trọng lực là: A = P.h = 20.6 = 120 J

Câu C7 (trang 48 SGK Vật Lí 8): 

Tại sao không có công cơ học của trọng lực trong trường hợp hòn bi chuvển động trên mặt sàn nằm ngang?

Trả lời:

Trọng lực theo phương thẳng đứng luôn vuông góc với phương chuyển động của hòn bi nên không có công cơ học trong trường hợp đó.