Công cơ học là gì? Ví dụ và công thức tính công cơ học
Trong cuộc sống, chúng ta thường hay nghe tới những hoạt động như người thợ xây nhà, cô giáo
giảng bài, bò kéo xe,..liệu các hoạt động đó có phải là thực hiện công? Công cơ học là gì? Hãy cùng tìm
hiểu về vấn đề trên qua bài viết dưới đây của Luật Minh Khuê nhé!
Mục lục bài viết
1. Định nghĩa công cơ học
• Công cơ học là thuật ngữ chỉ dùng trong trường hợp có lực tác dụng vào vật làm vật chuyển
dời theo phương không vuông góc với phương của lực.
• Công cơ học phụ thuộc vào hai yếu tố: Lực tác dụng vào vật và độ chuyển dời của vật.
• Công cơ học là công của lực (khi một vật tác dụng lực và lực này sinh công thì ta có thể nói đó
là công của vật).
2. Công cơ học phụ thuộc vào yếu tố nào?
Để có công được thực hiện thì cần phải có lực tác dụng và lực khiến vật di chuyển gọi là công cơ học.
Công cơ học phụ thuộc vào hai yếu tố:
• Lực tác dụng vào vật : Đối với từng trường hợp thì có sự khác nhau giữa các lực tác dụng. Khi
thì là lực kéo, khi lại là trọng lực.
• Quãng đường vật dịch chuyển: nếu muốn tăng hay giảm công, người ta sẽ cần tăng hoặc giảm
một trong hai yếu tố hoặc có trường hợp tăng, giảm cả hai yếu tố cùng lúc tùy theo mục đích.
Có thể nói, quãng đường dịch chuyển càng dài thì công thực hiện càng lớn và ngược lại. Trong
các trường hợp có công học, ta cần tìm ra lực nào đã thực hiện công đó.
3. Ví dụ về công cơ học
• Khi bạn nhấc một chiếc túi từ dưới đất lên.
• Con ngựa đang kéo một chiếc xe dịch chuyển
• Một người đang đi bộ trên dốc
• Đầu tàu kéo các toa xe chuyển động, lúc này đầu tàu thực hiện công cơ học
4. Những chú ý khi học công cơ học
• Khi xác định và phân tích lực, trường hợp vật di chuyển vuông góc với phương của lực tác
dụng, công của lực lúc này bằng 0. Nói cách khác, lực này không sinh công, công thức mà Luật
Minh Khuê nêu sau đây chỉ áp dụng được khi vật chuyển dời theo phương của lực tác dụng,
điều này sẽ giúp các em xác định đúng đâu là lực sinh công khi tính toán.
• Ngoài ra các em có thể gặp tình huống vật chuyển dời không theo phương của lực tác dụng.
Đây là tình huống đặc biệt, thường rơi vào các bài tập nâng cao. Trong trường hợp này, chúng
ta sẽ áp dụng công thức khác để tính.
• Hiểu về công cơ học, các em có thể lý giải được tại sao vật lại chuyển động khi có lực tác dụng,
các em sẽ biết được chính xác lực làm cho vật chuyển động. Tuy nhiên, trong thực tế, một vật
không chỉ chịu duy nhất một lực tác dụng mà có thể có nhiều hơn.
5. Một số dạng bài tập về công cơ học
- Bài tập trắc nghiệm
• Thông thường ở dạng bài tập này sẽ đa phần là những câu hỏi về lý thuyết và vận dụng thấp,
các em chỉ cần nắm vững lý thuyết công cơ học sẽ chọn được đáp án chính xác nhất.
• Những câu trắc nghiệm tính toán đa phần là áp dụng công thức đơn giản, do đó các em cần
học thuộc công thức để áp dụng nhuần nhuyễn.
- Bài tập tự luận:
• Đối với bài tập tự luận sẽ phức tạp hơn so với bài tập trắc nghiệm, đòi hỏi nhiều bước hơn.
Các em cần xác định hình vẽ nếu đề bài chưa có hình vẽ, sau đó phân tích lực tác dụng lên vật
theo đề bài. Phải phân tích đầy đủ các lực tác dụng lên vật, chỉ cần bỏ sót một lực cũng có thể
dẫn tới kết quả sai.
• Sau khi phân tích lực, các em cần xác định rõ phương chiều, lực chính tác dụng lên vật sinh
công, tính độ lớn của vật đó theo gợi ý của đề.
• Dựa vào những gợi ý mà đề bài đã cho, các em tìm quãng đường vật di chuyển, độ lớn của
lực, cần chú ý tới đơn vị của các đại lượng, và áp dụng vào công thức để tính lực sinh công. 6. Công thức
- Công thức tính công cơ học: A = F.s
Trong đó:
• F là lực tác dụng vào vật (N)
• s là quãng đường vật dịch chuyển (m)
• A là công của lực F(n.m)
- Đơn vị công là Jun (kí hiệu là J) 1J = N.m
Ngoài ra, chúng ta cũng hay dùng bội số của Jun là kilojun (kí hiệu là kj) 1kj = 1000J Lưu ý:
Công thức trên chỉ đúng khi vật chuyển dời theo phương của lực.
Nếu vật chuyển dời theo phương vông góc với phương của lực thì công của lực đó bằng 0.
Nếu vật chuyển dời không theo phương của lực thì công được tính theo công thức khác sẽ học ở các lớp trên.
7. Kiến thức nâng cao
- Từ công thức tính công cơ học A = F.s
=> Công thức tính độ lớn của lực sinh công F = A/s
Công thức tính độ lớn của quãng đường vật dịch chuyển s = A/F
Đơn vị kWW.h cũng là đơn vị của công cơ học 1kW.h = 3600000J
Công của lực có thể thúc đẩy (lực cùng chiều chuyển động: lực kéo,..) hoặc cản trở (lực ngược chiều
chuyển động: lực ma sát, lực cản....) chuyển động của vật. Bài tập minh họa
Câu 1: Đầu tàu hỏa kéo toa xe với lực F = 5000N làm toa xe đi được 1 km. Tính công của lực kéo đầu tàu.
Công của lực kéo đầu tàu là:
A = F.s = 5000.1000 = 500000J
Câu 2: Một thang máy đưa người và hàng hóa lên độ cao 80m thì sinh công 160000J. Biết người có
khối lượng 60kg, tính khối lượng hàng hóa?
Lực kéo F của thang máy bằng tổng trọng lượng P của người và hàng hóa. Có: A = F.s = P.s
=> Tổng trọng lượng P của người và hàng hóa là:
P = A/s = 160000/80 = 2000N
Tổng khối lượng của người và hàng hóa là:
m = P/10 = 2000/10 = 200kg
Vậy khối lượng của hàng hóa là:
m2 = m - m1 = 200 - 60 = 140kg
8. Giải bài tập trong sách giáo khoa
Câu C1 trang 46 SGk Vật Lý 8: Quan sát các hiện tượng và cho biết, từ các trường hợp trên, em 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
trình của lực thì có công cơ học. Do đó, cả hai trường hợp đều có công cơ học.
Câu C2 trang 46 SGk Vật Lý 8: Tìm từ thích hợp điền vào chỗ trống cho các kết luận sau:
- Chỉ có "công cơ học" khi có (1) tác dụng vào vật 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 chuyển dời theo phương vuông góc với phương của lực.
Câu C3 trang 47 SGK Vật lý 8: Trong những trường hợp dưới đây, trường hợp nào có công cơ học?
a) Người thợ mỏ đang đẩy làm cho xe gòng 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)
- Vì ở cả ba trường hợp đều có một lực tác dụng lên vật làm cho vật chuyển dời (tương ứng là: xe
gòng chuyển động, máy xúc chuyển động và quả tạ chuyển động).
Câu C4 trang 47 SGK Vật lý 8: Trong các trường hợp dưới đây, lực nào thực hiện công cơ học?
a) Đầu tàu hỏa đang kéo đoàn tàu chuyển động
b) Quả bưởi rơi từ trên cây xuống
c) Người công nhân dùng ròng rọc cố định kéo vật nặng lên cao Trả lời:
a) Lực kéo của đầu tàu thực hiện công
b) Trọng lực thực hiện công
c) Lực kéo của người công nhân thực hiện công.
Câu C5 trang 48 SGK Vật Lý 8: Đầu tàu hỏa kéo toa xe với lực F = 5000N làm toa xe đi được 1000m.
Tính công của lực kéo của đầu tàu. Trả lời:
Công của lực kéo là:
A = F.s = 5000.1000 = 5000000J = 5000kJ
Câu C6 trang 48 SGK Vật lý 8: Một quả dừa có trọng lượng 2kg rơi từ trên cây cách mặt đất 6m. Tính
công của trọng lực?
Trọng lực của quả dừa P = m.g = 2.10 = 20N
Công của trọng lực là A = P.h = 20.6 = 120J
Câu C7 trang 48 SGK Vật lý 8: Tại sao không có công cơ học của trọng lực trong trường hợp hòn bi
chuyển 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.