BÀI 4. CÔNG VÀ CÔNG SUẤT. (Tr21, 22, 23, 24 SGK KHTN9 KNTT)
LÝ THUYẾT
I – Công
1. Khái niệm.
– Công cơ học (gọi tắt là công), là số đo phần năng lượng được truyền từ vật này qua vật khác trong tương tác giữa các vật.
2. Công thức.
– Công A của một lực F không đổi làm vật dịch chuyển một quãng đường s theo hướng của lực được xác định bởi biểu thức:
A = F.s
Trong đó:
F là lực tác dụng lên vật, đơn vị đo là niutơn (N).
s là quãng đường dịch chuyển theo hướng của lực tác dụng, đơn vị đo là mét (m).
A là công, đơn vị là jun (J).
* Chú ý: Nếu vật dịch chuyển không theo phương của lực thì
A = F.s.cosα
(với α là góc hợp bởi hướng của lực tác dụng và hướng dịch chuyển của vật).
II – Công suất
1. Khái niệm.
– Đại lượng đặc trưng cho tốc độ thực hiện công gọi là công suất.
2. Công thức.
– Nếu trong thời gian t, công thực hiện là A thì công suất P được tính theo công thức:
P =A/t
* Trong đó:
A là công thực hiện được, đơn vị đo là jun (J).
t là thời gian thực hiện công, đơn vị đo là giây (s).
P là công suất, đơn vị đo là oát (W).
* Chú ý:
1 GW = 103 MW; 1 MW = 103 Kw; 1 kW = 103 W; 1 HP (mã lực) = 746 W.
Trong đời sống, ta thường nói cần “tốn công” khi thực hiện các công việc như cấy lúa, xây nhà, ngồi đợi xe,… Công trong mỗi trường hợp đó được xác định như thế nào?
Công trong mỗi trường hợp trên là công sức, công lao không xác định được như công cơ học.
I - Công
Hoạt động trang 22 SGK Khoa học tự nhiên 9 KNTT
Hãy mô tả quá trình thực hiện công trong các ví dụ ở Hình 4.2 thông qua việc xác định lực tác dụng lên vật và quãng đường vật dịch chuyển theo hướng của lực để cho biết trường hợp nào có công cơ học, trường hợp nào không có công cơ học.
Hình 4.2 a:
+ Các lực tác dụng lên vật: lực căng của sợi dây và trọng lực.
+ Lực căng của sợi dây làm vật đi lên.
Trường hợp có công cơ học.
Hình 4.2 b:
+ Các lực tác dụng lên vật: lực của tay và trọng lực.
+ Lực của tay làm chiếc lao bay ra xa.
Trường hợp có công cơ học.
Hình 4.2 c:
+ Các lực tác dụng lên vật: Trọng lực.
+ Học sinh không di chuyển nên trường hợp không có công cơ học.
Hình 4.2 d:
+ Các lực tác dụng lên vật là: Trọng lực và lực giữ của tay.
+ Quả tạ không di chuyển nên trường hợp không có công cơ học.
Câu hỏi trang 22 SGK Khoa học tự nhiên 9 KNTT
Một xe nâng tác dụng một lực hướng lên theo phương thẳng đứng, có độ lớn 700 N để nâng thùng hàng từ mặt đất lên độ cao 2 m. Tính công của lực nâng.
Tóm tắt:
F = 700N
h = 2m
A = ?
Giải:
Công của lực nâng là:
A = F.s = 700 . 2 = 1400 (J)
II - Công suất
Hoạt động trang 23 SGK Khoa học tự nhiên 9 KNTT
Hai xe nâng được dùng để nâng hai thùng hàng từ mặt đất (điểm A) tới sàn một xe tải có độ cao 1 m (điểm B). Xe thứ nhất nâng thùng hàng có trọng lượng 500 N hết thời gian 10 s. Xe thứ hai nâng thùng hàng có trọng lượng 700 N hết thời gian 15 s.
a) Tính công mà mỗi xe đã thực hiện để nâng thùng hàng.
b) So sánh công mà mỗi xe thực hiện được trong thời gian 1 giây.
Tóm tắt:
P1 = 500N
P2 = 700N
t1 = 10s
t2 = 15s
s = 1 m
a) A1 = ? và A2 = ?
b) So sánh công mỗi xe thực hiện trong 1s?
Giải
a) Công mà mỗi xe đã thực hiện để nâng thùng hàng là:
– Xe 1: A1 = F1.s = P1.s = 500 . 1 = 500 (J)
– Xe 2: A2 = F2.s = P2.s = 700 . 1 = 700 (J)
b) Công mà mỗi xe thực hiện trong 1 giây là:
– Xe 1: A1 : t1 = 500 : 10 = 50 (J/s)
– Xe 2: A2 : t2 = 700 : 15 
46,7 (J/s)
Vậy, Công mà xe 1 thực hiện trong 1 giây lớn hơn công mà xe 2 thực hiện trong 1 giây.
Câu hỏi trang 24 SGK Khoa học tự nhiên 9 KNTT
Cứ mỗi lần đập, tim người thực hiện một công khoảng 1 J. Em hãy đề xuất cách đo công suất của tim bằng cách sử dụng một đồng hồ bấm giây.
Đề xuất cách đo công suất của tim bằng cách sử dụng một đồng hồ bấm giây.
– Bước 1: Bấm nút RESET để đồng hồ bấm giây về 0.
– Bước 2: Bấm nút ON/OFF để bắt đầu đo
– Bước 3: Đếm số nhịp đập của tim trong thời gian 1 phút.
– Bước 4: Bấm nút ON/OFF để dừng đo khi đủ 1 phút.
– Bước 5: Sử dụng công thức:
+ Công thức hiện của n lần tim đập là n (J).
+ Công suất của tim là n : 60(J/s)
