Công suất là gì? Công thức tính công suất (chi tiết nhất)

Bài viết Công suất là gì? Công thức tính công suất với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Công suất là gì? Công thức tính công suất.

Công suất là gì? Công thức tính công suất (chi tiết nhất)

1. Công là gì?

1.1. Khái niệm về công

Công là một đại lượng vô hướng có thể mô tả bằng tích của lực với quãng đường dịch chuyển mà nó gây ra và nó được gọi là công của lực.

1.2. Công thức tính công

A = 1N. 1m = 1Nm = 1 J

Ngoài ra người ta còn dùng đơn vị KJ, là bội của J: 1KJ = 1000J

- Đơn vị tính: J (đơn vị của công là Jun)

- Jun là công do lực có cường độ 1N thực hiện khi điểm đặt của lực chuyển dời 1m theo hướng của lực. Đơn vị công trong hệ đơn vị SI là Jun (J)

- Khi lực → F không đổi tác dụng lên một vật và một điểm đặt của lực đó chuyển dời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực góc → α thì công thực hiện bởi lực đó.

=> Công thức tính công: A = Fscosα

Trong đó ký hiệu:

● A: Công (J)

● s: Quang đường dịch chuyển (m)

● F: độ lớn của lực tác dụng (N)

● α: góc hợp bởi véc-tơ chuyển dời và véc-tơ lực

Vì công là đại lượng vô hướng có thể âm, dương hoặc bằng 0, tùy thuộc vào góc hợp bởi phương tác dụng và hướng chuyển dời của chuyển động. Nên:

● Khi A > 0: lực sinh công dương (công phát động)

● Khi A < 0: lực sinh công âm (công cản)

● Khi A = 0: lực không sinh công

2. Công suất là gì?

2.1. Khái niệm về công suất

Công suất là đại lượng đặc trưng cho tốc độ thực hiện công của người hoặc máy và được xác định bằng công thực hiện trong một đơn vị thời gian. Đo chính xác công suất tác dụng có ý nghĩa lớn không chỉ đối với lĩnh vực điện, điện tử mà còn với các lĩnh vực khác.

2.2. Công thức tính công suất

Đơn vị tính: Watt (W), được lấy theo tên James Watt. BIểu thị cho sự thay đổi năng lượng ∆E ng khoảng thời gian ∆t.

1Watt = 1 J/s

- Để đo các công suất nhỏ/lớn hơn, người ta thêm vào các tiền tế như mW, MW, KW, KVA

● 1KW = 1000 W ; 1MW = 1 000 000 W

● KVA = 1MVA = 1000VA = 1000W

Trong đó:

● KVA (kilo Volt Ampe): Được dùng trong truyền tải điện năng và có công suất biểu kiến (S) là véc-tơ tổng của công suất thực (P) với công suất phản kháng (Q)

● VA (Volt Ampere): Là đơn vị đo công suất dòng điện, được sử dụng cho công suất biểu kiến của mạch điện xoay chiều và công suất của mạch điện một chiều.

Ngoài ra, một đơn vị đo công suất động cơ khác được gọi là mã lực khác cũng thường được sử dụng HP

● 1HP = 0,746 kW (Anh)

● 1HP = 0,736 kW (Pháp)

=> Công thức tính công suất: P = A/t

Trong đó ký hiệu:

● P: công suất (Jun/giây (J/s) hoặc (W))

● A: công thực hiện (N.m hoặc J)

● t: thời gian thực hiện công (s)

3. Một số dang công suất

3.1. Công suất cơ

- Trong chuyển động đều, dưới tác dụng của lực F: $P=\frac{F.\Delta s}{\Delta t}=F.v$

Trong đó:

● ∆s: Khoảng cách

● ∆t: Khoảng cách tính thời gian chuyển động dưới tác dụng của lực F

● v: Vận tốc chuyển động

- Trong chuyển động quay, dưới tác dụng của mômen M thì công suất được xác định theo công thức:

$P=\frac{M.\Delta \phi }{\Delta t}=\omega .M$

Trong đó:

● ∆φ: Góc quay

● ∆t : Khoảng thời gian chuyển động dưới tác dụng của mômen M

● ω : Vận tốc góc

4. Ý nghĩa của công suất

Công suất cho biết khả năng thự chiện công nhanh hay chậm của thiết bị trong một khoảng thời gian xác định cụ thể. Trong cùng một khỏng thời gian, nếu công suất của thiết bị nào đo được càng lớn thì thiết bị đó thực hiện được càng nhiều công hơn và ngược lại. Qua sự so sánh này mà người tiêu dùng sẽ đưa ra được quyết định chính xác khi chọn mua hoặc sử dụng thiết bị phù hợp với tiêu dùng.

Thông qua một số công suất được ghi trên các thiết bị điện, người tiêu dùng có thể tính được lượng điện tiêu thụ trong gia đình mình dễ dàng hơn. Từ đó cân đối tài chính và có kế hoạch sử dụng điện phù hợp, hợp lý với tài chính và tiết kiệm ngân sách gia đình.

5. Bài tập minh họa

Bài 1. Tính điện năng tiêu thụ của chiếc tủ lạnh công suất 75W một tháng?

Lời giải:

Đơn vị tiêu thụ là KW/h và 1KWh = 1000Wh, tương đương 1 số điện.

Một chiếc tủ lạnh: 75W

=> 1 giờ tiêu thụ 0.075KW điện và một ngày tiêu tốn: 0.075 x 24 = 1.8 kWh điện.

=> Vậy trong vòng 2 tháng, tủ lạnh 75W sẽ tiêu thụ hết 1.8 x 30 = 54kWh (54 số điện)

Bài 2. Bàn là có hiệu điện thế 220V thì tiêu thụ hết 990 kJ điện năng trong 15 phút. Tính cường độ dòng điện chạy qua dây nung khi sử dụng bàn là đó à bao nhiêu?

Lời giải:

A = 990 kJ = 990000 J; t = 15 phút = 900 s

=> Cường độ dòng điện chạy qua dây nung là: $A=U.l.t\Rightarrow \frac{A}{U.t}=\frac{990000}{220.900}=5A$

Bài 3. Lò xo có độ cứng k = 50N/m. Hãy tính công của lực đàn hồi của lò xo khi nó giãn thêm 10cm từ:

- Chiều dài tự nhiên

- vị trí đã giãn 10cm

- vị trí đang nén 10cm

Lời giải:

Công của lực đàn hồi: $A=0,5k.\left({x_1}^2-{x_2}^2\right)$

Chọn gốc thế năng tại vị trí lò xo có độ dài ban đầu, chiều dương hướng xuống

$x_1=0;x_2=0,1m=>A_1=-025J$$x_1=0,1m;x_2=0,1+0,1=0,2m=>A_2=-0,75J$

$x_1=-0,1m;x_2=0=>A_3=0,25J$

Nhận xét $A_1<0;A_2<0$=> hệ nhận công => để lò xo dãn phải cung cấp năng lượng cho hệ

$A_3>0$ => hệ sinh công => lò xo khi bị nén sẽ tự sinh ra năng lượng để làm lò xo dãn.

Bài 4: Một đầu máy xe lửa kéo một đoàn tàu chuyển dộng đều với vận tốc 54 km/h. biết lực kéo của máy là 500000 N. Tính:

a. Công suất của đầu máy đó.

b. Công của đầu máy thực hiện khi chuyển động trên đoạn đường dài 12 km.

Đổi: v = 54 km/h = 15 m/s

Công mà đầu máy thực hiện Vận tốc: v = 54km/h s = 12 km = 12000 m A

Lực: F = 5.105 W

a. Công suất của đầu máy là P = t P = Fv. = 5.105 .15 = 75.105 W

b. Công A = quãng đường 12 km → A = 75.105 .800 = 6.10 J s = 12000 s = 12 km.

Bài 5: Một búa máy có công suất 4 kW khi đập vào cọc móng mất 2,5 s. Tính công của búa máy thực hiện trong thời gian trên?

Lời Giải:

Công suất: P = 4 kW

Đổi: P = 4 kW = 4. 1000 = 4000 W.

Thời gian: t = 2,5 s

Công mà búa máy thực hiện được là A

A = P . t = 4000.2,5 =10000J t

Đáp số: 10000 J

Xem thêm các bài viết để học tốt môn Vật Lí sách mới hay, chi tiết khác:

• Công cơ học là gì? Công thức tính công cơ học

• Dao động điều hòa là gì? Công thức tính dao động điều hòa

• Vận tốc là gì? Công thức tính vận tốc

• Lực là gì? Công thức tính lực

• Khối lượng riêng là gì? Công thức tính khối lượng riêng

• Vận tốc dòng nước là gì? Công thức tính vận tốc dòng nước

---