Định luật về Công, Thí nghiệm và Bài tập vận dụng - Vật lý 8 bài 14

Chúng ta cùng tìm hiểu Định luật về Công trong bài viết này để giải đáp cho câu hỏi trên. Đồng thời, từ định luật về công chúng ta sẽ trả lời các câu hỏi bài tập vận dụng.

I. Thí nghiệm

• Dụng cụ gồm thước thẳng, lực kế, quả nặng, ròng rọc và giá như hình dưới.

• Tiến hành thí nghiệm: 

- Móc quả nặng vào lực kế và kéo từ từ sao cho lực nâng F = P_qn, Đọc giá trị của F₁, độ dài S₁

- Dùng ròng rọc động kéo vật lên cùng một đoạn S₁, sao cho số chỉ của lực kế không đổi. Đọc số chỉ của lực kế và đo độ dài quãng đường đi được S₂

- Hoàn thiện bảng 14.1

II. Định luật về Công

• Định luật về công: Không một máy cơ đơn giản nào cho ta lợi về công. Được lợi bao nhiêu lần về lực thì thiệt bấy nhiêu lần về đường đi và ngược lại.

• Trong thực tế, ở các máy cơ đơn giản bao giờ cũng có ma sát, do đó công thực hiện phải để thắng ma sát và nâng vật lên. Công này gọi là công toàn phần, công nâng vật lên là công có ích. Công để thắng ma sát là công hao phí.

 Công toàn phần = công có ích + công hao phí

- Tỉ số giữa công có ích và công toàn phần gọi là hiệu suất của máy và được kí hiệu là H.

 H = (A₁/A₂).100%

- Tron đó: A₁ là công có ích;  A₂ là công toàn phần

- Công hao phí càng ít thì hiệu suất của máy càng lớn.

III. Bài tập vận dụng định luật về công

* Câu C1 trang 50 SGK Vật Lý 8: Hãy so sánh hai lực F₁ và F₂.

° Lời giải câu C1 trang 50 SGK Vật Lý 8:

- Ta có: F₂ = (1/2)F₁ (tức F₁>F₂)

* Câu C2 trang 50 SGK Vật Lý 8: Hãy so sánh hai quãng đường đi được s₁ và s₂.

° Lời giải câu C2 trang 50 SGK Vật Lý 8:

- Ta có: s₂ = 2s₁

* Câu C3 trang 50 SGK Vật Lý 8: Hãy so sánh công của lực F₁ (A₁= F₁.s₁) và công của lực F₂ (A₂ = F₂.s₂).

° Lời giải câu C3 trang 50 SGK Vật Lý 8:

- Vì: F₁ = 2F₂ và s₂ = 2s₁ nên ta có:

 A₂ = F₂.s₂ = (1/2)F₁.2s₁ = F₁s₁ = A₁

⇒ A₁ = A₂

* Câu C4 trang 50 SGK Vật Lý 8: Dựa vào các câu trả lời trên hay chọn từ thích hợp cho các chỗ trống của kết luận sau: Dùng ròng rọc động được lợi hai lần về ...(1)... thì lại thiệt hai lần về ...(2)... nghĩa là không được lợi về ...(3)...

° Lời giải câu C4 trang 50 SGK Vật Lý 8:

- Dùng ròng rọc động được lợi hai lần về lực thì lại thiệt hai lần về đường đi, nghĩa là không đuợc lợi về công.

* Câu C5 trang 50 SGK Vật Lý 8: Kéo đều hai thùng hàng, mỗi thùng nặng 500N lên sàn ô tô cách mặt đất 1m bằng tấm ván đặt nghiêng (ma sát không đáng kể).

- Kéo thùng thứ nhất, dùng tấm ván dài 4m.

- Kéo thùng thứ hai, dùng tấm ván dài 2m.

Hỏi:

a) Trong trường hợp nào người ta kéo với lực nhỏ hơn và nhỏ hơn bao nhiêu lần?

b) Trường hợp nào thì tốn nhiều công hơn?

c) Tính công của lực kéo thùng hàng theo mặt phẳng nghiêng lên sàn ô tô.

° Lời giải câu C5 trang 50 SGK Vật Lý 8:

a) Trường hợp thứ nhất: lực kéo nhỏ hơn 2 lần.

b) Trong cả 2 trường hợp, công của lực kéo bằng nhau.

c) Vì không có ma sát nên công của lực kéo trên mặt phẳng nghiêng cũng bằng công nâng trực tiếp vật lên sàn ô tô:

 A = F.s = P.h = 500.1 = 500J.

* Câu C6 trang 51 SGK Vật Lý 8: Để đưa một vật có trọng lượng P = 420N lên cao theo phương thẳng đứng bằng ròng rọc động, người ta phải kéo đầu dây đi một doạn là 8m. Bỏ qua ma sát.

a) Tính lực kéo và độ cao đưa vật lên.

b) Tính công nâng vật lên.

° Lời giải câu C6 trang 51 SGK Vật Lý 8:

a) Khi kéo vật lên đều bằng ròng rọc động thì lực kéo chỉ bằng phân nửa trọng lượng của vật, tức là:

 F = P/2 = 420/2 = 210N

- Theo định luật về công: Dùng ròng rọc động lợi 2 lần về lực nhưng thiệt 2 lần về đường đi nên độ cao đưa vật lên thực tế bằng phân nửa quãng đường dịch chuyển của ròng rọc, nghĩa là:

 l = 2.h = 8m ⇒ h = l/2 = 8/2= 4m

b) Công nâng vật lên là: A = P.h = 420.4 = 1680J.

 hay A = F.l = 210.8 = 1680J.