Công suất là gì? Tổng hợp lý thuyết và bài tập thực hành về công suất

Trong thực tế, hầu hết chúng ta thường so sánh xem người này làm việc tốt hơn người khác, máy này làm việc tốt hơn người khác dựa trên những yếu tố nhất định như sức lực, thời gian làm việc,… Vậy có cách nào không? Việc biết chính xác hiệu quả lao động của con người hay máy móc đơn giản hơn? Bây giờ chúng ta có khái niệm mới về công suất, vậy công suất là gì và cách tính công suất như thế nào? Hãy cùng timhieulichsuquancaugiay.edu.vn tìm câu trả lời ngay trong bài viết dưới đây nhé.

Năng lực là gì?

Có thể trước đây bạn đã học về công việc hoặc công việc cơ khí? Trong trường hợp một lực tác dụng lên một vật và làm cho nó di chuyển một khoảng cách hoặc chiều dài nhất định, chúng ta nói rằng công cơ học xảy ra.

Vì vậy công cũng sẽ phụ thuộc vào hai yếu tố chính: độ lớn của lực tác dụng lên vật và quãng đường vật di chuyển.

Công được ký hiệu là A. Chúng ta cũng không thể quên đơn vị của công là J (đọc là Joule), 1 J = 1 Nm.

Hiểu được bản chất công việc, chúng ta sẽ dễ dàng đi đến định nghĩa quyền lực là gì?

Định nghĩa chính xác về năng lực: Công suất là công thực hiện được trong một đơn vị thời gian.

Cũng như muốn biết ai chạy nhanh hơn ai, người ta dựa vào tốc độ để đo lường. Thuật ngữ công suất được sử dụng khi người ta muốn biết người hoặc loại máy nào hoạt động tốt hơn và mạnh hơn, tức là có công suất lớn hơn. Ngoài ra, trong chương trình THPT các bạn cũng sẽ được làm quen với các khái niệm như: Công suất điện (W), Công suất cơ (HP), Công suất nhiệt (cal/s), Công suất âm thanh ( dB)….

Ký hiệu sức mạnh là P

Ví dụ, có hai người làm cùng một công việc là kéo một chiếc ô tô trong hai khoảng thời gian khác nhau. Sức kéo của hai người cũng khá khác nhau, làm sao biết được người nào làm việc hiệu quả hơn?

Câu trả lời là hãy so sánh năng lực của 2 người này. Để so sánh, chúng ta cần tính độ lớn của công suất, cách tính sẽ được học dưới đây.

Công thức tính công suất

Dựa vào định nghĩa công suất, chúng ta có thể dễ dàng nhận ra công thức tính công suất như sau:

P = công việc đã hoàn thành/thời gian thực hiện

Từ công thức ta cũng có thể suy ra:

• Tính công thực hiện: A = Pt

• Tính thời gian thực hiện công việc: t = A/P

• Tính công suất khi biết lực F và vận tốc v: P = A/t = (Fs)/t = Fv (vì v = s/t)

Ghi chú:

Ví dụ áp dụng công thức: Một con ngựa kéo một chiếc xe với vận tốc ổn định 9km/h. Lực kéo của con ngựa là 200N. Tính công suất của con ngựa.

Lời giải: Trong 1 giờ, con ngựa kéo xe đi được quãng đường: s = vt = 9,1 = 9 km = 9000 m

Quy đổi 1h = 3600 s

Xem thêm : Tổng hợp công thức đạo hàm lớp 11 và các dạng bài tập đầy đủ

Vậy công suất của lực ngựa kéo xe trong 1 giờ là: P = A/t = (Fs)/t = (200. 9000)/3600 = 500 (W)

Đơn vị công suất

Khi đơn vị công A là 1 J, thời gian thực hiện là 1 s thì công suất tương đương là P = 1J/1s = 1 J/s (Jun trên giây)

Vậy chúng ta có đơn vị của công suất là J/s, đơn vị này gọi là watt

Ký hiệu của công suất là W (đọc là watt).

Đơn vị công suất W được đặt theo tên của nhà phát minh người Scotland tên là James Watt (1736 – 1819). Ông là người đưa ra khái niệm mã lực và đơn vị SI của năng lượng Watt (được đặt theo tên ông).

Quy đổi một số đơn vị công suất như sau:

• 1 W = 1 J/s
• 1kW (kilowatt) = 1000 W
• 1 MW (megawatt) = 1000 kW = 1 000 000 W

Ngoài các đơn vị trên, chúng ta còn có các đơn vị công suất khác gọi là đơn vị mã lực.

Theo người Anh, 1 mã lực hay 1 HP = 746 W

Theo người Pháp, 1 mã lực hay 1 CV = 736 W

Tiêu thụ điện năng và sử dụng điện trong đời sống

Các máy móc, thiết bị sử dụng trong cuộc sống, đặc biệt là đời sống gia đình như quạt, nồi cơm điện, điều hòa… đều hoạt động ở một công suất nhất định.

Tại sao mọi người cần quan tâm đến dung lượng của các thiết bị này? Bởi hàng tháng, mỗi hộ gia đình đều phải đóng một khoản tiền điện, lượng điện tiêu thụ được tính theo công suất.

Công thức tính điện năng tiêu thụ là: A = Pt (A là lượng điện năng tiêu thụ trong khoảng thời gian t).

Vì vậy để kiểm soát được lượng điện tiêu thụ, hay chủ động được lượng điện tiêu thụ trong gia đình để điều chỉnh tần suất sử dụng thiết bị hoặc lựa chọn thiết bị phù hợp với điều kiện kinh tế, chúng ta cần biết công suất của từng thiết bị trước khi mua (công suất luôn được ghi trên sản phẩm).

Ví dụ, công suất tiêu thụ của tủ lạnh là 120 W. Nếu tủ lạnh hoạt động liên tục 24 giờ/ngày thì cần tiêu thụ khoảng A = 0,12 kW điện. 24 = 2,88 kWh.

Xem thêm: Giải thích luật lao động dễ hiểu nhất | Vật lý 8 bài 14

Giải bài tập năng lực thể chất 8, bài 15

Câu 1: Tính khả năng của một người đi bộ, nếu trong hai giờ người đó đi được 10.000 bước và mỗi bước cần công 40J.

Trả lời: Đầu tiên ta đổi 2h = 7200 s.

Theo bài toán, mỗi bước một người cần thực hiện công = 40 J nên 10.000 bước công là: A = 10.000. 40 = 400.000 J

Từ đó, công suất của người đi bộ cần được tính như sau: P = A/t = 400000/ 7200 = 55,55 W

Câu 2: Tính thể tích nước chảy qua đập cao 25m hướng xuống dưới, biết lưu lượng nước là 120 m3/phút (mật độ nước là 1000kg/m3).

Trả lời:

Xem thêm : 200+ Stt Noel, caption tiếng Anh mùa Giáng sinh hay nhất

Lưu lượng nước là 120 m3/phút

Suy ra trong thời gian t = 1 phút = 60s, thể tích nước đang chảy là:

m = DV = 1000,120 = 120000 kg

Trong một phút, trọng lượng của nước chảy là:

P = 10.m = 10,120000 = 1200000 N.

Trong 1 phút, nước rơi từ độ cao 25m xuống dưới nên công thực hiện được trong thời gian đó là:

A = Ph = 1200000,25 = 30,106 J

Ta có thể tính công suất của dòng nước là: P = A/t = 30. 106/60 = 5. 105 W = 500 kW.

Câu 3: Cần cẩu thứ nhất nâng một vật có lực 4000N lên độ cao 2 m trong thời gian 4 giây. Cần cẩu thứ hai nâng một vật có lực 2000N lên cao 4 m trong thời gian 2 giây. So sánh công suất 2 cần cẩu?

Trả lời:

Tính công suất mà cần cẩu thứ nhất có thể làm được như sau:

P1 = A1/ t1 = (P1.h1)/t1= (4000.2)/4 = 2000 W

Công suất mà cần cẩu thứ hai có thể thực hiện được là:

P2 = A2/t2 = (P2.h2)/t2 = (2000.4)/2= 4000 W

Suy ra P1

Câu 4: Trên máy kéo có ghi: công suất 10CV (mã lực). Nếu chúng ta coi 1CV= 736W thì ý nghĩa của những gì được ghi trên máy là gì?

A. Máy kéo có thể thực hiện công 7 360 kW trong 1 giờ

B. Máy kéo có thể thực hiện công 7.360 kW trong 1 giây

C. Máy kéo có thể thực hiện công 7 360 kJ trong 1 giờ

D. Máy kéo có thể thực hiện công 7 360 J trong 1 giây

Trả lời: D

Câu 5: Một con ngựa kéo một chiếc xe với một lực không đổi 80N và đi được quãng đường 4,5 km trong nửa giờ. Tính công và công suất trung bình của con ngựa?

Trả lời: Một con ngựa thực hiện công 360.000J. Công suất trung bình của một con ngựa là 200 W.

Kết luận

Bài viết trên chắc chắn đã giúp chúng ta hiểu rõ về năng lực. Công suất là công thực hiện được trong một đơn vị thời gian. Thông qua đó, chúng ta cũng biết cách tính toán công, điện năng tiêu thụ dựa trên công suất của từng thiết bị, máy móc trong gia đình. timhieulichsuquancaugiay.edu.vn hi vọng các bạn có được nhiều kiến ​​thức bổ ích qua bài viết này.

Nguồn: https://timhieulichsuquancaugiay.edu.vn
Danh mục: Giáo dục