Giải KHTN 9 Cánh diều Bài 1: Công và công suất có đáp án
12 câu hỏi
Trong chiến dịch Điện Biên Phủ, bộ đội ta đã kéo hàng trăm khẩu pháo có khối lượng vài tấn vào trận địa trên những tuyến đường dài hàng trăm kilômét (hình 1.1).
Ở hoạt động này, bộ đội đã tác dụng lực và làm dịch chuyển các khẩu pháo, ta nói bộ đội đã thực hiện công cơ học. Vậy công cơ học được xác định như thế nào?
Công cơ học có giá trị bằng lực tác dụng lên vật nhân với quãng đường vật dịch chuyển theo hướng của lực: A = F.s.
Lấy ví dụ một số hoạt động em đã thực hiện công cơ học trong cuộc sống hằng ngày và giải thích.
Ví dụ:
- Em đá quả bóng trên sân, làm quả bóng bay vào lưới trống. Khi đó em đã thực hiện công lên quả bóng, làm quả bóng di chuyển một quãng đường theo hướng của lực tác dụng.
- Em ném quả tạ bằng một lực có phương nằm ngang làm quả tạ bay ra xa theo hướng của lực. Ta nói, lực của tay em đã thực hiện công.
Các lực được mô tả trong hình 1.3 có sinh công hay không? Vì sao?
- Hình 1.3a: Lực trong hình này có sinh công vì thùng hàng có di chuyển theo hướng của lực tác dụng.
- Hình 1.3b: Lực trong hình này không sinh công vì túi xách không di chuyển theo hướng của lực tác dụng.
Trong tình huống nào, nhân viên y tế thực hiện công lớn nhất?
Tình huống thứ 3 trong bảng 1.1, nhân viên y tế thực hiện công lớn nhất vì công sinh ra càng lớn nếu lực tác dụng vào vật càng lớn và quãng đường vật dịch chuyển theo hướng của lực càng dài.
Tính công của nhân viên y tế đã thực hiện trong ba tình huống ở bảng 1.1.
Công của nhân viên y tế đã thực hiện ở tình huống 1 là:
A1 = F1 . s1 = 25 . 50 = 1 250 J
Công của nhân viên y tế đã thực hiện ở tình huống 2 là:
A2 = F2 . s2 = 50 . 50 = 2 500 J
Công của nhân viên y tế đã thực hiện ở tình huống 3 là:
A3 = F3 . s3 = 50 . 100 = 5 000 J
Tính công mỗi người công nhân đã thực hiện.
Công của người công nhân 1 thực hiện là: A1 = 7 . 45. 1,2 = 378 J
Công của người công nhân 2 thực hiện là: A2 = 10 . 45. 1,2 = 540 J
Có những cách nào để biết ai thực hiện công nhanh hơn?
Để biết ai thực hiện công nhanh hơn ta cần so sánh tốc độ thực hiện công của họ. Tốc độ thực hiện công phụ thuộc vào công thực hiện và thời gian thực hiện công. Do vậy ta có 2 cách so sánh như sau:
- Trong cùng một thời gian làm, ai thực hiện được công nhiều hơn thì người đó làm nhanh hơn.
- Trong cùng một việc làm, ai thực hiện ít thời gian hơn thì người đó làm nhanh hơn.
Tính công suất của mỗi công nhân trong bảng 1.2.
Công suất của người công nhân 1 là:P1=A1t1=37890=4,2W
Công suất của người công nhân 2 là: P2=A2t2=540120=4,5W
Cần cẩu trong hình 1.3a tác dụng lực kéo 25 000 N để kéo thùng hàng lên cao 12 m trong 1 phút. Tính công và công suất của lực kéo đó.
Công của lực kéo là A = F . s = 25 000 . 12 = 300 000 J
Công suất của lực kéo là P=At=30000060=5000W
Để nâng các kiện hàng trong bảng 1.2, một xe nâng (hình 1.5) gồm động cơ nâng có công suất 2 000 W hoạt động trong 120 s. Xe này đã thực hiện công gấp bao nhiêu lần công của người công nhân 2?
Công thực hiện của xe này là A = P. t = 2000 . 120 = 240 000 J
Xe này đã thực hiện công gấp AA2=240000540=444,44 lần công của người công nhân 2.
Nếu một đầu xe lửa có công suất 12 000 kW thì công suất này bằng bao nhiêu mã lực?
Ta có: 1 HP = 746 W; 1 BTU/h = 0,293 W
12 000 kW = 12 000 000 W = 12000000746=16085,79HP
12 000 000 W = 120000000,293=40955631,4HP
Kilôoát giờ là đơn vị đo của công. Một kilôoát giờ là công của một thiết bị có công suất một kilôoát hoạt động trong một giờ.
Giải thích vì sao 1 kWh = 3 600 000 J?
1 kWh = 1 000 (W) . 3 600 (s) = 3 600 000 (W.s) = 3 600 000 (J)
