Công thức tính công và định lý công-động năng

Ví dụ về các câu hỏi và công thức tính công và định lý công-động năng.

Cố gắng

1. Một người cháu đẩy xe lăn của bà mình trong một công viên hình tròn với lực 20 N, bán kính của công viên là 7 m, hỏi người cháu đã thực hiện bao nhiêu công trong 2 vòng quay?

1. 0
2. 1400
3. 1540
4. 1760

Cuộc thảo luận
Công thức kinh doanh: Công = Lực x Quãng đường
Nếu cháu đẩy xe lăn hai lần, cả cháu và xe lăn sẽ trở về vị trí ban đầu. Vì quãng đường trở về vị trí ban đầu bằng không, nên độ dịch chuyển bằng không.
Như vậy, nỗ lực mà người cháu bỏ ra là bằng không.
Đáp án đúng là A.

2. Một người lao công đẩy một cái tủ trên sàn nhà với lực 350 N. Sàn nhà tác dụng một lực ma sát là 70 N. Công việc cần thực hiện để di chuyển cái tủ đi 6 mét là:

1. 45 J
2. 72 J
3. 1680 J
4. 2580 J

Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
Lực đẩy (F) = 350 Newton
Lực ma sát (F)_vuốt) = 70 Newton
Độ dịch chuyển của tủ (các tủ) = 6 mét
Yêu cầu: Kinh doanh (W)
Hàm:
Có hai lực tác dụng lên một vật, đó là lực đẩy (F) và lực ma sát (F)._vuốt).
Lực đẩy cùng hướng với độ dịch chuyển của tủ, do đó lực đẩy thực hiện công dương. Ngược lại, lực ma sát ngược hướng với độ dịch chuyển của tủ, do đó lực ma sát thực hiện công âm.
Công việc được thực hiện bởi lực đẩy:
W = F s = (350 Newton)(6 mét) = 2100 Newton mét = 2100 Jun
Công do lực ma sát thực hiện:
W = – (F_vuốt)(s) = – (70 Newton)(6 mét) = – 420 Newton mét = – 420 Jun
Tổng nỗ lực:
Tổng công suất W = 2100 Joule – 420 Joule
Tổng công suất W = 1680 Joule
Đáp án đúng là C.

Định lý công-động năng

3. Một lực không đổi 8 N tác dụng lên một vật có khối lượng 16 kg. Nếu vật ban đầu đứng yên, thì tốc độ của vật sau khi lực tác dụng được 4 giây là….

1. 0,5 m / s
2. 2 m / s
3. 4 m / s
4. 8 m / s

Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
Lực không đổi (F) = 8 Newton
Khối lượng của vật (m) = 16 kg
Vận tốc ban đầu của vật (v)_o) = 0 m/s
Khoảng thời gian lực tác dụng lên vật (t) = 4 giây
Yêu cầu: Vận tốc cuối cùng của vật thể (v)_t)
Hàm:
Công = Sự thay đổi động năng
W = EK cuối – EK ban đầu
W = ½ mv_t² – ½ mv_o²
W = ½ mv_t² - 0
W = ½ mv_t² —— Phương trình 1

Công = Lực x Quãng đường
W = F s
W = 8 giây
Sử dụng công thức GLBB để tính độ dịch chuyển (s)
s = v_o t + ½ tại²
Mô tả: s = độ dịch chuyển, v_o = vận tốc ban đầu, t = thời gian, a = gia tốc
s = 0 + ½ tại² = ½ tại² —-> a = (v_t - v_o) / t = v_t
s = ½ (v_t / t) t²
s = ½ (v_t)
Thay thế độ dịch chuyển (s) trong phương trình công bằng độ dịch chuyển (s) trong phương trình này:
W = 8 giây
W = 8(1/2)(v_t)(t)
W = (4)(v_t)(t) —— Phương trình 2

Phương trình 1 = Phương trình 2
W = W
½ mv_t² = (4)(v_t)(t)
½ mv_t = (4)(t)
½ (16)(v_t) = 4(4)
8 v_t = 16
v_t = 16/8
v_t = 2 mét/giây
Đáp án đúng là B.

4. Để tăng tốc độ của một vật lên gấp đôi tốc độ ban đầu, cần một lực...

1. gấp 4 lần động năng ban đầu của nó
2. gấp 3 lần động năng ban đầu của nó
3. gấp 2 lần động năng ban đầu của nó
4. gấp 1 lần động năng ban đầu của nó

Cuộc thảo luận
Ai cũng biết rằng:
Giả sử khối lượng của vật (m) = 1 kg
Giả sử vận ​​tốc ban đầu (v)_o) = 1 m/s
Vận tốc cuối cùng (v)_t) = 2 x tốc độ ban đầu = 2 x 1 = 2 m/s
Yêu cầu: Nỗ lực = … ?
Hàm:
Động năng ban đầu:
Động năng ban đầu = ½ mv_o² = ½ (1)(1)² = ½ (1)(1) = ½ (1) = 0,5
Động năng cuối cùng khi vận tốc của vật gấp đôi vận tốc ban đầu:
Động năng cuối cùng = ½ mv_t² = ½ (1)(2)² = ½ (4) = 2

Định lý công-động năng:
Công = Sự thay đổi động năng
Công = Động năng cuối – Động năng ban đầu
Nỗ lực = 2 – 0,5
Nỗ lực = 1,5

Động năng ban đầu = 0,5
Nỗ lực = 3 x 0,5 = 1,5
Như vậy, để tăng tốc độ của một vật lên gấp đôi tốc độ ban đầu cần một lượng công nhất định. gấp 3 lần động năng ban đầu của nó.
Đáp án đúng là B.

Nguồn câu hỏi:

Câu hỏi Vật lý Trung học cơ sở OSN