Trong vật lý, công cơ học là một khái niệm quan trọng, được sử dụng để đo lường năng lượng được truyền từ vật này sang vật khác bằng cách tác dụng lực lên vật và làm thay đổi trạng thái chuyển động của vật đó.
1. Khái niệm công cơ học
Trong vật lý, công cơ học là năng lượng được truyền từ vật này sang vật khác bằng cách tác dụng lực lên vật và làm thay đổi trạng thái chuyển động của vật đó.
Bạn đang xem: Công cơ học là gì? Những lưu ý về công cơ học
Công cơ học được xác định bằng công thức:
W = F * s * cosθ
Trong đó:
W là công cơ học (J)
- F là lực tác dụng (N)
- s là quãng đường vật dịch chuyển (m)
- θ là góc giữa lực tác dụng và phương dịch chuyển của vật (độ)
Công cơ học có thể chia thành hai loại chính là công dương và công âm.
- Công dương là công có tác dụng làm tăng động năng của vật.
- Công âm là công có tác dụng làm giảm động năng của vật.
Công cơ học có nhiều ứng dụng trong thực tế, chẳng hạn như:
- Trong xây dựng: Công cơ học được sử dụng để nâng, hạ, vận chuyển vật liệu xây dựng.
- Trong sản xuất: Công cơ học được sử dụng để vận hành các máy móc, thiết bị sản xuất.
- Trong đời sống: Công cơ học được sử dụng để vận chuyển người và hàng hóa.
Dưới đây là một số ví dụ về công cơ học trong thực tế:
- Khi bạn đẩy một chiếc xe đạp, lực tác dụng của bạn làm cho xe đạp chuyển động. Công cơ học do bạn thực hiện là công dương, làm tăng động năng của xe đạp.
- Khi bạn kéo một chiếc vali, lực tác dụng của bạn làm cho chiếc vali chuyển động. Công cơ học do bạn thực hiện là công dương, làm tăng động năng của chiếc vali.
- Khi bạn nâng một vật lên cao, lực tác dụng của bạn làm cho vật tăng độ cao. Công cơ học do bạn thực hiện là công dương, làm tăng thế năng của vật.
- Khi bạn thả một vật xuống, trọng lực tác dụng lên vật làm cho vật chuyển động xuống. Công cơ học do trọng lực thực hiện là công âm, làm giảm động năng của vật.
Công cơ học là một khái niệm quan trọng trong vật lý, có nhiều ứng dụng trong thực tế.
2. Công cơ học phụ thuộc vào yếu tố nào?
Công cơ học phụ thuộc vào hai yếu tố chính là lực tác dụng và quãng đường vật dịch chuyển.
- Lực tác dụng là yếu tố quan trọng nhất quyết định giá trị của công cơ học. Lực càng lớn thì công cơ học càng lớn.
- Quãng đường vật dịch chuyển cũng là một yếu tố quan trọng quyết định giá trị của công cơ học. Quãng đường vật dịch chuyển càng lớn thì công cơ học càng lớn.
Ngoài ra, công cơ học còn phụ thuộc vào góc giữa lực tác dụng và phương dịch chuyển của vật. Nếu góc giữa lực tác dụng và phương dịch chuyển của vật bằng 0° thì công cơ học là lớn nhất. Nếu góc giữa lực tác dụng và phương dịch chuyển của vật bằng 90° thì công cơ học bằng 0.
Công thức tính công cơ học được xác định như sau:
W = F * s * cosθ
Trong đó:
- W là công cơ học (J)
- F là lực tác dụng (N)
- s là quãng đường vật dịch chuyển (m)
- θ là góc giữa lực tác dụng và phương dịch chuyển của vật (độ)
Dựa vào công thức này, ta có thể thấy rằng công cơ học phụ thuộc vào ba yếu tố chính là lực tác dụng, quãng đường vật dịch chuyển và góc giữa lực tác dụng và phương dịch chuyển của vật.
3. Ví dụ minh họa về công cơ học
Dưới đây là một số ví dụ minh họa về công cơ học:
- Khi bạn đẩy một chiếc xe đạp, lực tác dụng của bạn làm cho xe đạp chuyển động. Công cơ học do bạn thực hiện là công dương, làm tăng động năng của xe đạp.
Trong ví dụ này, lực tác dụng là lực bạn tác dụng lên xe đạp bằng tay. Quãng đường vật dịch chuyển là quãng đường xe đạp di chuyển. Góc giữa lực tác dụng và phương dịch chuyển của vật là góc nhỏ hơn 90°. Do đó, công cơ học do bạn thực hiện là công dương.
- Khi bạn kéo một chiếc vali, lực tác dụng của bạn làm cho chiếc vali chuyển động. Công cơ học do bạn thực hiện là công dương, làm tăng động năng của chiếc vali.
Trong ví dụ này, lực tác dụng là lực bạn tác dụng lên chiếc vali bằng tay. Quãng đường vật dịch chuyển là quãng đường chiếc vali di chuyển. Góc giữa lực tác dụng và phương dịch chuyển của vật là góc nhỏ hơn 90°. Do đó, công cơ học do bạn thực hiện là công dương.
- Khi bạn nâng một vật lên cao, lực tác dụng của bạn làm cho vật tăng độ cao. Công cơ học do bạn thực hiện là công dương, làm tăng thế năng của vật.
Trong ví dụ này, lực tác dụng là trọng lực tác dụng lên vật. Quãng đường vật dịch chuyển là quãng đường vật di chuyển lên cao. Góc giữa lực tác dụng và phương dịch chuyển của vật là góc nhỏ hơn 90°. Do đó, công cơ học do bạn thực hiện là công dương.
- Khi bạn thả một vật xuống, trọng lực tác dụng lên vật làm cho vật chuyển động xuống. Công cơ học do trọng lực thực hiện là công âm, làm giảm động năng của vật.
Trong ví dụ này, lực tác dụng là trọng lực tác dụng lên vật. Quãng đường vật dịch chuyển là quãng đường vật di chuyển xuống dưới. Góc giữa lực tác dụng và phương dịch chuyển của vật là góc nhỏ hơn 90°. Do đó, công cơ học do trọng lực thực hiện là công âm.
Trên đây chỉ là một số ví dụ minh họa về công cơ học. Trong thực tế, có rất nhiều ví dụ khác về công cơ học.
4. Những lưu ý về công cơ học
Xem thêm : Thủ tướng Chính phủ do ai bầu ra?
Dưới đây là một số lưu ý về công cơ học:
- Công cơ học chỉ được thực hiện khi có lực tác dụng lên vật và vật di chuyển theo phương của lực tác dụng.
- Công cơ học có thể là dương hoặc âm. Công dương là công có tác dụng làm tăng động năng của vật. Công âm là công có tác dụng làm giảm động năng của vật.
- Công cơ học không phụ thuộc vào thời gian mà vật di chuyển.
- Công cơ học được xác định bằng công thức sau:
W = F * s * cosθ
Trong đó:
- W là công cơ học (J)
- F là lực tác dụng (N)
- s là quãng đường vật dịch chuyển (m)
- θ là góc giữa lực tác dụng và phương dịch chuyển của vật (độ)
Công cơ học có thể được chia thành hai loại chính là công cơ học biến thiên và công cơ học không biến thiên.
Công cơ học biến thiên là công cơ học mà lực tác dụng lên vật thay đổi theo thời gian.
Công cơ học không biến thiên là công cơ học mà lực tác dụng lên vật không thay đổi theo thời gian.
Khi tính công cơ học, cần lưu ý các điểm trên để có kết quả chính xác.
5. Bài tập về công cơ học
5.1. Bài tập 1
Một người dùng lực 100 N để kéo một chiếc vali nặng 20 kg. Chiếc vali di chuyển được quãng đường 10 m. Tính công cơ học do người đó thực hiện.
Giải:
Theo công thức tính công cơ học, ta có:
W = F * s * cosθ
Trong đó:
W là công cơ học (J)
F là lực tác dụng (N)
s là quãng đường vật dịch chuyển (m)
θ là góc giữa lực tác dụng và phương dịch chuyển của vật (độ)
Ta có:
F = 100 N
s = 10 m
θ = 0° (lực tác dụng và phương dịch chuyển của vật song song với nhau)
Do đó, công cơ học do người đó thực hiện là:
W = 100 * 10 * cos0° = 1000 J
Đáp án: Công cơ học do người đó thực hiện là 1000 J.
5.2. Bài tập 2
Xem thêm : Tội phạm về ma túy đối với tội tàng trữ trái phép và mua bán trái phép chất ma túy
Một vật nặng 5 kg được nâng lên cao 10 m. Tính công cơ học do trọng lực thực hiện.
Giải:
Trong trường hợp này, lực tác dụng là trọng lực. Lực trọng lực tác dụng theo phương thẳng đứng xuống dưới. Quãng đường vật dịch chuyển là quãng đường vật di chuyển lên cao, theo phương ngược lại với phương của lực trọng lực. Do đó, góc giữa lực tác dụng và phương dịch chuyển của vật là 180°.
Ta có:
F = mg = 5 * 9.8 = 49 N
s = 10 m
θ = 180°
Do đó, công cơ học do trọng lực thực hiện là:
W = F * s * cos180° = -490 J
Đáp án: Công cơ học do trọng lực thực hiện là -490 J.
5.3. Bài tập 3
Một người dùng lực 100 N để kéo một chiếc vali nặng 20 kg. Chiếc vali di chuyển được quãng đường 10 m theo phương ngang. Tính công cơ học do người đó thực hiện.
Giải:
Trong trường hợp này, lực tác dụng và phương dịch chuyển của vật song song với nhau. Do đó, góc giữa lực tác dụng và phương dịch chuyển của vật là 0°.
Ta có:
F = 100 N
s = 10 m
θ = 0°
Do đó, công cơ học do người đó thực hiện là:
W = F * s * cos0° = 1000 J
Đáp án: Công cơ học do người đó thực hiện là 1000 J.
Trên đây chỉ là một số ví dụ bài tập về công cơ học. Trong thực tế, có rất nhiều bài tập về công cơ học khác nhau. Để giải được các bài tập về công cơ học, cần nắm vững các kiến thức về công cơ học, bao gồm:
- Khái niệm công cơ học
- Các yếu tố ảnh hưởng đến công cơ học
- Công thức tính công cơ học
- Các loại công cơ học
Khi giải bài tập, cần chú ý các lưu ý về công cơ học đã được nêu ở trên
Nguồn: https://luatduonggia.edu.vn
Danh mục: Tổng hợp