Bài giảng Vật lí 10 - Bài 24: Công và công suất

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 10 - Bài 24: Công và công suất

1. VẬT LÝ 10 BÀI 24 : CÔNG VÀ CÔNG SUẤT
2. Bài 24 : CÔNG VÀ CÔNG SUẤT I. CÔNG 1. Định nghĩa : + Khi lực 퐹 không đổi tác dụng lên một vật và điểm đặt của lực đó chuyển dời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực một góc α thì công thực hiện bởi lực đó được tính theo công thức : F A = F s cosα Trong đó A (J) : công của lực F s(m) : quãng đường di chuyển của vật α( o ): góc tạo bởi 퐹 và 푠 F(N): Lực tác dụng vào vật
3. 2. Lưu ý : với A = F s cosα ▪ Nếu α = 0o thì A = F s ▪ Nếu 0 0 công được sinh ra là công phát động. ▪ Nếu α = 90o thì A = 0 lực không thực hiện công ▪ Nếu 90o <α< 180o thì A<o công được sinh ra là công cản ▪ Nếu α = 180o thì A = - F s
4. 3. Ví dụ : Một vật có khối lượng 2kg chịu tác dụng của một lực F có độ lớn 10N, hợp với phương hợp với độ dời trên mặt phẳng ngang một góc 45o . Hệ số ma sát giữa vật và sàn là µ = 0,2. Lấy g = 10 m/s2 Tính công của các lực tác dụng vào vật khi vật dời chỗ được 2m
5. 퐹 Giải: Chọn chiều dương là chiều chuyển động : α Các lực tác dụng vào vật: 퐹 푠 Lực kéo F, trọng lực P, phản lực N và lực ma sát Fms Do trọng lực P và phản lực N vuông góc với quỹ đạo 푃 chuyển động nên công của các lực đó bằng 0 2 Công của lực kéo: A = F s cos45o = 10.2 . ≈ 14,4 (J) F 2 Công của lực ma sát : Ams = Fms s cos 1800 = - µ N s = - µ ( P – F sinα )s 2 Ams = - 0,2 ( 2.10 – 10 ) 2 ≈ - 5,17 (J) 2
6. II. Công suất : 1. Định nghĩa: Công suất được xác định bằng công sinh ra trong một giây Công thức : P = 푡 A(J) công t(s) : thời gian thực hiện công 2. Đơn vị công suất: Nếu A = 1J , t= 1s thì công suất P = 1 J/s = 1 W 3. Chú ý : 1 HP = 740 W gọi là 1 mã lực 퐹 .푠.cos∝ Ngoài ra với một lực không đổi ta có: P = = = 퐹 푣 푡 푡
7. 4. Ví dụ : Một ô tô có khối lượng 4 tấn đang chuyển động thẳng đều trên con đường thẳng nằm ngang với tốc độ 10 m/s với công suất của động cơ là 20 kW. a. Tính hệ số ma sát giữa xe và mặt đường . b. Sau đó ô tô tăng tốc, chuyển động nhanh dần đều và sau khi đi thêm được quãng đường 250 m thì tốc độ ô tô tăng lên đến 54 km/h. Tính công suất trung bình của động cơ ô tô trên quãng đường này và công suất tức thời của động cơ ô tô ở cuối quãng đường. Lấy g = 10m/s2 .
8. Hướng dẫn giải : a. Chọn chiều dương của ô tô là chiều chuyển động, do ô tô chuyển động thẳng đều nên trên phương chuyển động gia tốc a = 0 suy ra Fms = F 푃 20000 Mà F = = = 2000 (N) và Fms = µN = µmg = µ.4000.10 푣 10 퐹 2000 Vậy hệ số ma sát cần tìm là: µ = = = 0,05 4000.10
9. b. Ô tô tăng tốc từ v1 = 10 m/s đến v2 = 54 km/h = 15 m/s nên gia tốc của ô tô là 푣2 − 푣2 152 − 102 a = 2 1 = = 0,25 (m/s2) 2푠 2.250 Theo định luật II Newton, trên phương ngang ta có : F – Fms = ma Với Fms = µmg = 0,05.4000.10 = 2000 (N) Do đó ta tính được lực kéo của động cơ lúc này là : F = ma + Fms F = 4000.0,25 + 2000 = 3000 (N) Công suất tức thời của ô tô ở cuối quãng đường: Pt = F.v2 = 3000.15 = 45000 (W) 푣 +푣 10+15 Tốc độ trung bình : 푣ҧ = 1 2 = = 12,5 (m/s) 2 2 Công suất trung bình của ô tô : 푃ത = 퐹푣ҧ = 3000. 12,5 = 37500 (W)
10. NHỚ HỌC VÀ LÀM BÀI TẬP Ở NHÀ