Công cơ học là một kiến thức quan trọng mà các bạn học sinh sẽ được làm quen trong chương trình Vật lý lớp 8. Vậy công cơ học là gì? Đơn vị và công thức chính của công cơ học được biểu diễn ra sao? Mời các bạn dõi theo bài viết dưới đây để có được đáp án cụ thể.
Định nghĩa công cơ học là gì?
Theo định nghĩa công cơ học là gì lớp 8 thì công cơ học là thuật ngữ được dùng trong các trường hợp có lực tác dụng vào vật làm vật chuyển dời theo một phương không vuông góc với phương của lực.
Bên cạnh đó, công cơ học sẽ phải phụ thuộc vào hai yếu tố chính là lực tác dụng vào vật và độ chuyển dời của vật. Công cơ học được coi là công của lực, khi một vật tác dụng lực và lực này sinh ra công thì ta có thể nói đó là công của vật.
Điều kiện để có công cơ học là gì?
Trong cuộc sống hàng ngày, người ta quan niệm rằng những người nông dân đang cấy lúa, người thợ xây nhà, học sinh ngồi học, con bò kéo xe, … đều đang thực hiện công. Tuy nhiên, không phải công trong các trường hợp này đều là công cơ học. Điều kiện để có được công cơ học là khi có lực tác dụng vào một vật nào đó và làm cho vật đó chuyển dời.
Ví dụ về hiện tượng công cơ học
Công cơ học là gì cho ví dụ? Sau đây là một số ví dụ cụ thể một số trường hợp có xuất hiện công cơ học:
- Bạn vác một bao tải đựng đồ từ dưới đất lên.
- Con ngựa đang kéo một chiếc xe chở hàng dịch chuyển trên đường.
- Một người đang đi bộ trên sườn dốc.
- Cô lao công đang đẩy xe rác trên đường.
- Bạn cầm điện thoại từ trên bàn lên.
- Bạn cầm bát cơm để ăn.
Công thức, đơn vị của công cơ học là gì?
Đơn vị đo công cơ học là gì, công thức tính ra sao là thắc mắc của rất nhiều bạn học sinh. Cụ thể, khi có một lực F tác dụng lên vật, vật sau đó di chuyển một quãng đường được gọi là s, thì chúng ta sẽ có công thức tính công cơ học dựa vào F và s như sau: A = F x s. Cụ thể trong đó:
- A chính là công của lực F cần tính.
- F: Là lực tác động vào vật (đơn vị là Niutơn: N).
- s: Là quãng đường mà vật di chuyển khi bị tác động (đơn vị: m).
*Chú ý:
- Đơn vị quốc tế SI của công là Jun, kí hiệu là J. Được định nghĩa là công thực hiện bởi một Niutơn làm dịch chuyển một đoạn có chiều dài 1m.
- 1 J = 1 N x 1 m = 1Nm và 1 kJ = 1000 J.
- Có nhiều loại đơn vị khác nhau nên khi giải bài tập các học sinh cần chú ý quy đổi đơn vị về đúng quy chuẩn với hai đơn vị Niutơn và mét nói trên.
Lưu ý quan trọng khi tính công cơ học
Công thức tính công cơ học không quá phức tạp nhưng khi tính công cơ học các bạn học sinh cũng cần lưu ý rằng công thức tính công nói trên chỉ áp dụng trong trường hợp vật di chuyển cùng phương hướng với lực tác dụng.
- Nếu vật di chuyển theo phương vuông góc với lực thì công thực hiện của lực đó sẽ bằng 0. Hay hiểu theo một cách khác là lực tác dụng này không sinh ra công. Điều này sẽ giúp học sinh xác định rõ được đâu là lực sinh công khi thực hiện tính toán.
Ví dụ: Một chiếc ô tô nằm yên trên đường và chịu tác dụng của trọng lực là P. Trọng lực ở đây không sinh ra công vì nó tác dụng vào vật nhưng không khiến cho vật di chuyển. Ta tác dụng một lực F theo phương nằm ngang, chiều từ trái sang phải vào ô tô thì nó sẽ di chuyển. Lúc này trọng lực P sẽ có phương vuông góc với lực F. Chính vì thế lực P = 0 (hay không thực hiện công).
- Những trường hợp khác: Nếu như vật chuyển dời không theo phương của lực thì công sẽ được tính bằng một công thức khác. Đây là kiến thức nâng cao sẽ được học sau này.
Một số bài tập tiêu biểu liên quan đến công cơ học (có giải)
Để hiểu rõ ràng hơn về công cơ học, sau đây là những bài tập mẫu mà các bạn nên tham khảo thêm:
Bài 1: Đầu tàu hỏa kéo các toa xe với lực F bằng 5000N làm toa xe đi được 1000m. Hãy tính công cơ học lực kéo của đầu tàu?
Lời giải: Áp dụng công thức ta có F x s = 5000 x 1000 = 5.000.000 J = 5000 kJ.
Bài 2: Tại sao không xuất hiện công cơ học của trọng lực khi hòn bi chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang?
Lời giải: Vì hòn bi chuyển động trên mặt sàn nằm ngang, mà trọng lực có phương thẳng đứng và vuông góc với phương chuyển động của vật nên không xuất hiện công cơ học của trọng lực.
Bài 3: Một đầu tàu kéo một đoàn tàu chuyển động từ ga A đến ga B trong 15 phút với vận tốc là 30km/h. Tại ga B đoàn tàu đã được mắc thêm toa và do đó chuyển động đến từ ga B đến ga C với vận tốc thấp hơn trước 10km/h. Thời gian để đi từ ga B tới ga C là 30 phút. Hãy tính công của đầu tàu sinh ra biết rằng lực kéo của đầu tàu luôn không đổi là 40000N.
Lời giải:
Ta đổi: t1 = 15 phút = 1/4 giờ.
Gọi V1 chính là vận tốc chuyển động từ ga A tới ga B. Như vậy, vận tốc chuyển động từ ga B đến ga C chính là V2 = V1 – 10 = 20 km/h. Từ đây, ta tính đường quãng đường tàu đi được từ ga A tới ga B là: S1 = V1 x t1 = 30 x 1/4 = 7.5 km.
Quãng đường mà tàu đi từ ga B tới ga C là: S2 = V2 x t2 = 20 x 1/2 = 10 km.
Như vậy quãng đường đi từ ga A tới ga C là: S = S1 + S2 = 7.5 + 10 = 17.5 km = 17500 m.
Vậy công mà đầu tàu đã sinh ra là: A = F x s = 40000 x 17500 = 700000000 J.
Bài 3: Một con bò kéo xe chuyển động đều với lực kéo là 600N. Trong 5 phút công đã thực hiện được là 360 kJ. Hãy tính vận tốc của xe.
Lời giải: Ta đổi công cơ học A = 360 kJ = 360000 J; 5 phút = 5 x 60s = 300 giây. Công thực hiện được của lực F khi được tính bằng công thức A = F x s.
=> Quãng đường mà bò kéo xe được là: s = A/ F = 360000 J/ 600 N = 600 m. Như vậy vận tốc của xe là: v = s/ t = 600 m/ 300s = 2 m/s .
Có thể bạn quan tâm:
Thông qua bài viết tổng hợp trên, muahangdambao.com rất mong bạn đọc đã hiểu hết về công cơ học là gì. Từ đó giải thích được trường hợp nào sinh công, trường hợp nào không thực hiện công.
