Công suất là một trong những kiến thức khá quan trọng của môn vật lý lớp 8 được vật dụng xuyên suốt trong năm học cấp 2 và cấp 3. Chính vì vậy, hôm nay Hyundai Smart Phone sẽ ôn tập lại định nghĩa công suất là gì, công thức tính công suất kèm theo các dạng bài tập có lời giải minh họa chi tiết để các bạn cùng tham khảo nhé
Công suất là gì?
Công suất là một đại lượng cho biết công được thực hiện hay năng lượng biến đổi trong một khoảng thời gian t (Δt). Ki hiệu là P.
Đơn vị của công suất
Đơn vị công suất J/s được gọi là oát (kí hiệu là W):
- 1 W = 1 J/s.
- 1 kW (kilôoát) = 1000 W
- 1 MW (mêgaoát) = 1000 kW = 1000000 W
Ngoài ra đơn vị công suất còn được tính bằng mã lực (sức ngựa) ký hiệu là CV (Pháp), HP (Anh)
- 1CV = 736 W
- 1HP = 746 W
Công thức tính công suất
P = A/t (1)
Trong đó
- P là công suất (Jun/giây (J/s) hoặc Watt (W)).
- A: công thực hiện (J)
- T: khoảng thời gian thực hiện công A (s)
Từ công thức (1) ta có thể suy ra:
- Công thức tính công thực hiện được là: A = P.t.
- Công thức tính thời gian thực hiện công là: t = A/P
Tính công suất khi biết lực tác dụng F và vận tốc chuyển động đều là v là:
P = A/t = F.s/t = F.v
Trong đó:
- F: là lực tác dụng F (N),
- v: là vận tốc (m/s),
- Р : là công suất (W).
Bài tập tính công suất có lời giải minh họa
Ví dụ 1: Làm thế nào biết ai làm việc khỏe hơn?
A. So sánh công thực hiện của hai người, ai thực hiện công lớn hơn thì người đó làm việc khỏe hơn.
B. So sánh thời gian làm việc, ai làm việc ít thời gian hơn thì người đó khỏe hơn.
C. So sánh công thực hiện trong cùng một thời gian, ai thực hiện công lớn hơn thì người đó làm việc khỏe hơn.
D. Các phương án trên đều không đúng.
Lời giải
Để biết người nào làm việc khỏe hơn (năng suất hơn hay thực hiện công nhanh hơn) người ta so sánh công thực hiện được trong một đơn vị thời gian
⇒ Đáp án C
Ví dụ 2: Đơn vị của công suất là
A. Oát (W)
B. Kilôoát (kW)
C. Jun trên giây (J/s)
D. Cả ba đơn vị trên
Lời giải
Đơn vị công suất J/s được gọi là oát (W)
- 1 W = 1J/s
- 1 kW = 1000 W
- 1 MW = 1000 kW = 1000000 W
⇒ Đáp án D
Ví dụ 3: Hai bạn Nam và Hùng kéo nước từ giếng lên. Nam kéo gàu nước nặng gấp đôi, thời gian kéo gàu nước lên của Hùng chỉ bằng một nửa thời gian của Nam. So sánh công suất trung bình của Nam và Hùng.
A. Công suất của Nam lớn hơn vì gàu nước của Nam nặng gấp đôi.
B. Công suất của Hùng lớn hơn vì thời gian kéo của Hùng chỉ bằng một nửa thời gian kéo của Nam.
C. Công suất của Nam và Hùng là như nhau.
D. Không đủ căn cứ để so sánh.
Lời giải
Gọi lực kéo gàu nước lên của Nam và hùng lần lượt là F1, F2.
Thời gian Nam và Hùng kéo gàu nước lên lần lượt là t1, t2.
Chiều cao của giếng nước là h.
– Trọng lượng của gàu nước do Nam kéo nặng gấp đôi do Hùng kéo:
P1 = 2P2 ⇒ F1 = 2F2
Thời gian kéo gàu nước lên của Hùng chỉ bằng một nửa thời gian của Nam: t2 = t1/2
Công mà Nam thực hiện được là: A1 = F1.h
Công mà Hùng thực hiện được là:
⇒ P1 = P2 ⇒ Công suất của Nam và Hùng là như nhau
⇒ Đáp án C
Ví dụ 4: Một máy cơ trong 1h sản sinh ra một công là 330kJ, vậy công suất của máy cơ đó là bao nhiêu:
Lời giải
Đổi:
A = 333kJ = 333000J.
1h =3600s.
Theo công thức tính công suất của máy cơ:
P = A/t = 330000:3600 = 91.7 W
Ví dụ 5: Một máy cơ có công suất P = 160W, máy đã sinh ra công A= 720kJ. Vậy thời gian máy đã hoạt động là bao nhiêu?
Lời giải
Đổi 720kJ = 720000J
Áp dụng công thức tính công suất:
P=A/t ⇒ A = P/t
Thời gian hoạt động của máy cơ là:
t = A/P = 720000 : 160 = 4500 (s) = 1 giờ 15 phút
Ví dụ 6: Một máy bơm lớn dùng để bơm nước trong một ao, một giờ nó bơm được 1000m3 nước lên cao 2m. Biết trọng lượng riêng của nước là 10N/dm3. Biết trọng lượng riêng của nước là 10000N/m3. Công suất của máy bơm là bao nhiêu?
Lời giải
Đổi 1 giờ = 3600 giây
Trọng lượng của nước được bơm lên là:
P = d.V = 10000.1000 = 107 (N)
Chiều cao nước được bơm lên h = 2m.
Công do máy bơm sinh ra là:
A = P.h = 107. 2 = 2.107 (J)
Công suất của máy bơm là:
P = A/t = 2.107 : 3600 = 5555,6W
Ví dụ 7: Một người công nhân sử dụng hệ thống như hình vẽ để kéo vật lên cao.Biết vật có khối lượng 80kg. Biết độ cao nâng vật lên là 5m.Tính:
a) Lực kéo dây của người công nhân? Tính công thực hiện và quãng đường dịch chuyển của dây kéo?
b) Thời gian kéo vật lên là 1 phút. Tính công suất của người công nhân.
Lời giải
a) Trọng lượng của vật:
P = 10.m = 10.80 = 800 (N)
Hệ thống gồm một ròng rọc động nên cho ta lợi 2 lần về lực.
Lực kéo dây của người cộng nhân là:
F = P/2 = 800 :2 = 400 (N)
Hệ thống gồm một ròng rọc động nên ta bị thiệt 2 lần về đường đi. Quãng đường dịch chuyển của dây kéo là:
l = 2h =2.5 = 10 (m)
– Công thực hiện của người công nhân là:
A = P.h = 800.5 = 4000 (J)
b) Công suất của người công nhân là:
P = A/t = 400 : 60 = 66,7 (W)
Ví dụ 8: Người ta dùng một cần cẩu để nâng một thùng hàng khối lượng 2500kg lên độ cao 12m. Thời gian cần thiết để nâng vật lên đến độ cao 12m là 2 phút. Tính công suất của cần cẩu? Bỏ qua ma sát và các hao phí khác
Lời giải
Đổi: 2 phút = 120 giây
Trọng lượng của thùng hàng là :
P = 10.m = 10.2500 = 25000 (N)
Công thực hiện được khi nâng thùng hàng lên độ cao 12m là:
A = F.s = 25000.12 = 300000 (J ) = 300 (kJ)
Công suất của cần cẩu là:
P = A/t = 300 : 120 = 2,5 (W)
Sau khi đọc xong bài viết của chúng tôi có thể giúp các bạn củng cố được khái niệm công suất là gì và công thức tính công suất để áp dụng vào làm bài tập rồi nhé.
