Bài 1: Năng lượng và công

Năng lượng làm cho các máy tác dụng lực lớn bắt nguồn từ các nhiên liệu như nước, than đá, gió,... đã chuyển hóa thành năng lượng.

Năng lượng có thể truyền từ vật này sang vật khác thông qua sự tương tác giữa các bộ phận trong máy.

- Các dạng năng lượng xung quanh chúng ta như:

+ Động năng: cánh quạt đang quay, xe ô tô đang chuyển động, em bé đang chạy…

+  Thế năng hấp dẫn: nước chứa trong hồ thủy điện, cánh diều đang bay trên trời…

+  Năng lượng hóa học (hóa năng): que diêm, pháo hoa…

+  Năng lượng điện (điện năng): đèn pin, acquy, …

+  Năng lượng ánh sáng (quang năng): Mặt Trời, ngọn nến đang cháy,…

+  Năng lượng âm: chuông, loa, tiếng nói,…

+  Năng lượng nhiệt (nhiệt năng): Mặt Trời, bếp gas, bóng đèn sợi đốt,…

- Ví dụ năng lượng chuyển hóa từ vật này sang vật khác:

Pin Mặt Trời chuyển hóa năng lượng ánh sáng từ Mặt Trời thành năng lượng điện, điện năng biến đổi thành các dạng năng lượng khác như quang năng (bóng đèn), nhiệt năng (nồi cơm điện), … trong các thiết bị để phục vụ nhu cầu cuộc sống.

- Lực tác dụng càng lớn thì sinh công càng lớn.

- Độ dịch chuyển theo phương của lực càng lớn thì công thực hiện được càng cao.

Công của trọng lực là:

A = F.d = P.d = m.g.d = 5.10.10 = 500 (J).

Ta có:

+ Quãng đường hòn đá di chuyển: s = 100 m

+ Độ cao của dốc: h = 10 m

Hòn đá lăn từ đỉnh dốc, kết thúc ở chân dốc nên độ dịch chuyển theo phương thẳng đứng là độ cao của dốc 10 m.

=> Công của trọng lực là: A = m.g.h = 5.10.10 = 500 (J)

=> Nhận xét: Công trong hai trường hợp bằng nhau.

Khi người đẩy xe hàng để nó chuyển động theo chiều dương của trục Ox, lực đẩy \(\overrightarrow F \)làm hướng chuyển động một góc α bất kì. Ta phân tích lực \(\overrightarrow F \)ra hai lực thành phần vuông góc với nhau; \(\overrightarrow {{F_s}} \)cùng hướng chuyển động với vật và \(\overrightarrow {{F_n}} \)và \(\overrightarrow {{F_n}} \) vuông góc với \(\overrightarrow {{F_s}} \)

Trong trường hợp này chỉ có thành phần \(\overrightarrow {{F_s}} \)làm vật chuyển động nên công thức tính công là:

A = F_s .s = F.cosα.s = F.s.cosα

Ta có:

Để A = F.s.cos a => Để A < 0 thì cos a < 0.

Mặt khác ta có: cos a lớn hơn hoặc bằng -1 thì ta có 90° < a ≤ 180°.

Ví dụ:

+ Dùng tay kéo thùng gỗ trên mặt sàn nằm ngang: tay đã truyền năng lượng cho thùng gỗ bằng cách thực hiện công của lực kéo làm thùng gỗ di chuyển.

+ Đẩy xe hàng lên dốc: tay đã truyền cho xe hàng một năng lượng bằng cách thực hiện công của lực đẩy làm thùng hàng di chuyển.

Cùng đưa một khối vật liệu có khối lượng 50 kg lên độ cao 10 m, người kéo mất 50 s, trong khi máy tời kéo chỉ mất 10 s.

=> Công của máy tời nhỏ hơn công của người kéo

Máy tời thực hiện công nhanh hơn người kéo.

Các phương tiện cùng bắt đầu chuyển động. Sau 10 s, người đạp xe di chuyển được 20 m, ô tô di chuyển được 100 m

Công của người đạp xe lớn hơn công của ô tô

Động cơ ô tô thực hiện công nhanh hơn.