[ĐÚNG NHẤT] Khi Nào Có Công Cơ Học? - Toploigiai

Cùng Top lời giải trả lời chi tiết, chính xác câu hỏi: “Khi nào có công cơ học?” và đọc thêm phần kiến thức tham khảo giúp các bạn học sinh ôn tập và tích lũy kiến thức bộ môn Vật Lý 8.

Mục lục nội dung Trả lời câu hỏi: Khi nào có công cơ học?Kiến thức tham khảo về công cơ học 1. Công cơ học là gì?2. Công thức tính công cơ học3. Chú ý khi tính công cơ học4. Ví dụ về công cơ học:5. Công cơ học cũng là một đại lượng vật lí phụ thuộc vào hệ qui chiếu6. Ý nghĩa vật lí của các giá trị công7. Bài tập vận dụng

Trả lời câu hỏi: Khi nào có công cơ học?

Chỉ có công cơ học khi có lực tác dụng vào vật và làm cho vật chuyển dời.

Ví dụ: Con bò kéo một chiếc xe đi trên đường, ta nói lực kéo của con bò đã thực hiện một công cơ học.

Kiến thức tham khảo về công cơ học 

1. Công cơ học là gì?

Công cơ học là một dạng cụ thể hóa có thể đo lường được của năng lượng, bởi vì khái niệm năng lượng quá trừu tượng. Khái niệm công cơ học trong vật lí được định nghĩa thông qua biểu thức toán học trong đó công cơ học là đại lượng vô hướng được xác định bằng tích của lực nhân với độ dời của vật.

Vì vậy công cơ học còn được gọi là công của lực.

Khái niệm công được đề ra đầu tiên vào năm 1826 bởi nhà toán học người Pháp Gaspard Gustave Coriolis.

2. Công thức tính công cơ học

- Công thức tính công cơ học khi lực F làm dịch chuyển một quãng đường s theo phương của lực : A = F.sA = 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).

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

Bội số của Jun là Kilojun (kí hiệu là kJ), 1kJ=1000J1kJ = 1000J.

3. Chú ý khi tính công cơ học

Riêng với chủ đề này, các em cần phải ghi nhớ chú ý khi tính công cơ học. Khi các em xác định và phân tích lực. Trong trường hợp vật di chuyển vuông góc với phương của lực tác dụng. Thì công của lực lúc này bằng 0. Hay nói cách khác là lực này không sinh công. Lực tác dụng lên vật này không phải lực sinh công. Công thức phía trên chỉ áp dụng được khi vật chuyển dời theo phương của lực tác dụng. Chú ý này sẽ giúp các em xác định được đúng đâu là lực sinh công khi tính toán.

Ngoài ra, các em có thể gặp trường hợp vật chuyển dời không theo phương của lực tác dụng. Đây là một trường hợp khá đặc biệt. Thường chỉ rơi vào những dạng bài tập nâng cao. Đối với trường hợp này, các em sẽ được giới thiệu một công thức khác để tính toán. Thầy cô sẽ hướng dẫn các em trong những dạng bài tập đặc biệt như vậy. Tính công cơ học các em cần chú ý nhiều hơn so với các đại lượng khác. Đây cũng chính là lý do, những bài tập thuộc chủ đề này thường khó hơn so với các bài khác.

Hiểu về công cơ học các em có thể lý giải được tại sao vật lại chuyển động khi có lực tác dụng. Hơn cả, các em biết được đâu mới chính là lực làm cho vật chuyển động. Thực tế, một vật không chỉ chịu duy nhất một lực tác dụng mà có thể nhiều hơn. Đây chính là lý do các em cần phải học hiểu kiến thức vật lý để áp dụng trong cuộc sống thường ngày.

4. Ví dụ về công cơ học:

Ví dụ 1: Một người đẩy vật khối lượng 5 kg trượt trên mặt phẳng nghiêng dài 5 m hợp với phương ngang một góc 300 bằng một lực có độ lớn không đổi là 50 N. Tính công cơ học của tất cả các lực tác dụng vào vật, biết hệ số ma sát của mặt phẳng nghiêng là 0,1. Lấy g = 10m/s2.

Ví dụ 2: một người đẩy tạ nặng 80 kg chuyển động trên quãng đường 50 cm. Tính công cơ học của người đó, coi chuyển động đi lên của tạ là thẳng đều. Lấy g = 10m/s2.

5. Công cơ học cũng là một đại lượng vật lí phụ thuộc vào hệ qui chiếu

- Xét trong hệ qui chiếu gắn với vật chuyển động theo phương ngang thì tất cả các lực vuông góc với phương ngang sẽ không sinh công cho dù các lực đó tác dụng vào vật và làm vật chuyển động.

- Xét trong hệ qui chiếu gắn với vật chuyển động theo phương thẳng đứng thì tất cả các lực vuông góc với phương thẳng đứng sẽ không sinh công cho dù các lực đó tác dụng vào vật làm vật chuyển động.

6. Ý nghĩa vật lí của các giá trị công

- Công âm (công cản) một số lực tác dụng vào vật không làm vật sinh công mà còn tiêu hao năng lượng trong hệ qui chiếu ta chọn. Ví dụ lực ma sát sẽ cản trở chuyển động tiến về phía trước của vật, lực này sinh công âm tức là sẽ tiêu hao năng lượng biểu hiện của nó là làm cho hệ chuyển động nóng lên tỏa nhiệt ra ngoài môi trường, phần năng lượng nhiệt năng này trong hệ chuyển động làm giảm năng lượng của hệ chuyển động khiến vật dừng lại nên gọi là phần năng lượng lãng phí.

- Công dương: lực tác dụng vào hệ sinh công làm vật chuyển động theo hệ qui chiếu ta chọn.

- Công bằng 0: lực tác dụng vào hệ không sinh công, hoặc công sinh ra nhưng không có tác dụng làm vật chuyển động trong hệ qui chiếu ta chọn.

7. Bài tập vận dụng

Bài 1: Trường hợp nào sau đây có công cơ học? Chọn đáp án đúng nhất?

A. Khi có lực tác dụng vào vật.

B. Khi có lực tác dụng vào vật và vật chuyển động theo phương vuông góc với phương của lực.

C. Khi có lực tác dụng vào vật và vật chuyển động theo phương không vuông góc với phương của lực.

D. Khi có lực tác dụng vào vật nhưng vật vẫn đứng yên.

Hướng dẫn giải

Công cơ học dùng với trường hợp khi có lực tác dụng vào vật và vật chuyển động theo phương không vuông góc với phương của lực.

Bài 2: Trong các trường hợp dưới đây, trường hợp nào thực hiện công cơ học?

A. Đầu tàu hỏa đang kéo đoàn tàu chuyển động.

B. Người công nhân dùng ròng rọc cố định kéo vật nặng lên.

C. Ô tô đang chuyển động trên đường nằm ngang.

D. Quả nặng rơi từ trên xuống.

Hướng dẫn giải 

Đầu tàu hỏa đang kéo đoàn tàu chuyển động → Lực kéo

Người công nhân dùng ròng rọc cố định kéo vật nặng lên → Lực căng

Ô tô đang chuyển động trên đường nằm ngang →  Lực kéo của động cơ

Quả nặng rơi từ trên xuống → Trọng lực

Bài 3: Công thức tính công cơ học khi lực F làm vật dịch chuyển một quãng đường s theo hướng của lực là:

A. A = F/s

B. A = F.s

C. A = s/F

D. A = F - s

Hướng dẫn giải

Công thức tính công cơ học khi lực F làm vật dịch chuyển một quãng đường s theo hướng của lực là A = F.s

Bài 4: Trong những trường hợp dưới đây, trường hợp nào không có công cơ học?

A. Một người đang kéo một vật chuyển động.

B. Hòn bi đang chuyển động thẳng đều trên mặt sàn nằm ngang coi như tuyệt đối nhẵn.

C. Một lực sĩ đang nâng quả tạ từ thấp lên cao.

D. Máy xúc đất đang làm việc.

Hướng dẫn giải 

Trường hợp hòn bi đang chuyển động thẳng đều trên mặt sàn nằm ngang coi như tuyệt đối nhẵn.

Bài 5: Một nhóm học sinh đẩy một xe chở đất từ A đến B trên đoạn đường nằm ngang, tới B đổ hết đất rồi đẩy xe không theo đường cũ trở về A. So sánh công sinh ra ở lượt đi và lượt về.

A. Công ở lượt đi bằng công trượt ở lượt về vì quãng đường đi được bằng nhau.

B. Công ở lượt đi lớn hơn vì lực đẩy lượt đi lớn hơn lượt về.

C. Công ở lượt về lớn hơn vì xe không thì đi nhanh hơn.

D. Công ở lượt đi nhỏ hơn vì kéo xe nặng nên đi chậm.

Hướng dẫn giải 

Công cơ học được tính bởi công thức: A = F.s → Công cơ học tỉ lệ thuận với lực F.

Trong trường hợp trên, ta thấy khi đẩy xe đất từ A đến B có lực đẩy lớn hơn khi đẩy xe không từ B về đến A → Công ở lượt đi lớn hơn vì lực đẩy lượt đi lớn hơn lượt về.

Bài 6: Một ròng rọc cố định làm thay đổi hướng chuyển động của dây đi 900 khi kéo vật lên cao.

A. Lực kéo đã thực hiện công vì có lực tác dụng làm vật dịch chuyển.

B. Lực kéo không thực hiện công vì phương của lực vuông góc với phương dịch chuyển của vật.

C. Lực kéo không thực hiện công vì lực kéo tác dụng lên vật phải thông qua ròng rọc.

D. Lực kéo không thực hiện công vì nếu không có lực vật vẫn có thể chuyển động theo quán tính.

Hướng dẫn giải

Lực kéo không thực hiện công vì phương của lực vuông góc với phương dịch chuyển của vật.

Lực thực hiện công ở đây là lực căng dây.

Bài 7: Người ta dùng một cần cẩu để nâng một thùng hàng có khối lượng 2500 kg lên độ cao 12 m. Tính công thực hiện được trong trường hợp này.

A. 300 kJ

B. 250 kJ

C. 2,08 kJ

D. 300 J

Hướng dẫn giải

Thùng hàng có khối lượng là 2500 kg nghĩa là nó có trọng lượng:

P = 2500.10 = 25000 N.

Công thực hiện khi nâng thùng hàng lên độ cao 12 m là:

A = F.s = 25000.12 = 300000 J = 300 kJ

Bài 8: Một đầu máy xe lửa kéo các toa xe bằng lực F = 7500 N. Công của lực kéo là bao nhiêu khi các toa xe chuyển động được quãng đường s = 8 km.

A. A = 60000 kJ

B. A = 6000 kJ

C. Một kết quả khác

D. A = 600 kJ

Hướng dẫn giải

Đổi 8 km = 8000 m

Công của lực kéo là:

ADCT: A = F.s = 7500.8000 = 6.107 J = 60000 kJ

Bài 9: Trường hợp nào sau đây là có công cơ học?

A. Lực kéo của con bò làm xe bò di chuyển.

B. Kéo vật trượt trên mặt nằm ngang.

C. Đẩy cuốn sách trên mặt bàn từ vị trí này sang vị trí khác.

D. Cả ba trường hợp trên đều có công cơ học.

Bài 10: Phát biểu nào sau đây đúng nhất?

A. Khi có lực tác dụng vào vật thì có công cơ học.

B. Khi có lực tác dụng vào vật và vật chuyển động theo phương vuông góc với phương của lực thì có công cơ học.

C. Khi có lực tác dụng vào vật và vật chuyển động theo phương không vuông góc với phương của lực thì có công cơ học.

D. Khi có lực tác dụng vào vật nhưng vật vẫn đứng yên thì có công cơ học.

Bài 11: Người nào dưới đây đang thực hiện công cơ học?

A. Người ngồi đọc báo.

B. Người lực sĩ đỡ quả tạ ở tư thế thẳng đứng.

C. Người đi xe đạp xuống dốc không cần đạp xe.

D. Người học sinh đang kéo nước từ dưới giếng lên.

Hướng dẫn giải

Công cơ học dùng với trường hợp khi có lực tác dụng vào vật và vật chuyển dời theo phương không vuông góc với phương của lực.

Như vậy, trường hợp người học sinh đang kéo nước từ dưới giếng lên thực hiện công cơ học.