Chương IV. Năng lượng, công, công suất

Bài 24. Công suất

Tìm hiểu về công suất, công thức tính công suất và ý nghĩa.

🟡 Trung bình 45 phút

Lý thuyết Công suất

1 1. Khái niệm công suất

Định nghĩa: Công suất là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công nhanh hay chậm của người hoặc thiết bị sinh công.

Ý nghĩa: Công suất cho biết tốc độ sinh công hay mức độ nhanh chậm thực hiện công của một vật hoặc thiết bị.

2 2. Công thức tính công suất

Công suất trung bình:

$$P = \frac{A}{t}$$

Trong đó:

  • P: công suất (W)
  • A: công thực hiện (J)
  • t: thời gian thực hiện công (s)

Đơn vị:

  • Oát (W): 1W = 1J/1s
  • kW = 1000 W
  • MW = 10⁶ W
  • HP (mã lực) = 746 W
  • CV = 736 W

3 3. Liên hệ giữa công suất với lực và vận tốc

Công suất trung bình:

$$P = \frac{A}{t} = \frac{F \cdot s}{t} = F \cdot v$$

Trong đó v = s/t là vận tốc trung bình.

Công suất tức thời:

$$P = F \cdot v$$

Trong đó v là vận tốc tức thời.

4 4. Các công thức liên quan

Từ công thức P = A/t, ta có:

  • Công: A = P × t
  • Thời gian: t = A/P

Đổi đơn vị:

  • 1 kW.h = 3,6 × 10⁶ J
  • 1 Wh = 3600 J

Các dạng bài tập

1 Dạng 1: Tính công suất trung bình

Phương pháp giải

Phương pháp giải:

  • Xác định công A và thời gian t
  • Áp dụng P = A/t
  • Chú ý đơn vị

Ví dụ minh họa

VÍ DỤ 1
Ví dụ 1: Một máy bơm nước thực hiện công 18000J trong 30s. Tính công suất của máy bơm.
GIẢI

Giải:

P = A/t = 18000/30 = 600 W

VÍ DỤ 2
Ví dụ 2: Người công nhân chở gạch lên tầng 2 trong 5 phút, mỗi chuyến công 1500J. Tính công suất.
GIẢI

Giải:

t = 5 phút = 300s

P = 1500/300 = 5 W

2 Dạng 2: Tính công suất theo lực và vận tốc

Phương pháp giải

Phương pháp giải:

  • Áp dụng P = Fv
  • Chú ý F là lực tác dụng, v là vận tốc

Ví dụ minh họa

VÍ DỤ 1
Ví dụ 1: Một xe tải chuyển động đều với vận tốc 36 km/h, lực kéo động cơ 5000N. Tính công suất.
GIẢI

Giải:

v = 36 km/h = 10 m/s

P = F × v = 5000 × 10 = 50000 W = 50 kW

VÍ DỤ 2
Ví dụ 2: Một người đạp xe với lực 30N, vận tốc 5 m/s. Tính công suất.
GIẢI

Giải:

P = F × v = 30 × 5 = 150 W

3 Dạng 3: Bài toán thực tế về công suất

Phương pháp giải

Phương pháp giải:

  • Phân tích tình huống thực tế
  • Xác định các đại lượng
  • Áp dụng công thức

Ví dụ minh họa

VÍ DỤ 1
Ví dụ 1 (Thực tế): Tính công suất của trái tim, biết mỗi ngày tim thực hiện công 259200 J.
GIẢI

Giải:

t = 24h = 86400s

P = A/t = 259200/86400 = 3 W

VÍ DỤ 2
Ví dụ 2 (Thực tế): Một động cơ có công suất 2 kW. Tính công động cơ thực hiện trong 2 giờ.
GIẢI

Giải:

P = 2 kW = 2000 W

t = 2h = 7200s

A = P × t = 2000 × 7200 = 14400000 J

Sẵn sàng thử thách bản thân?

Hoàn thành 14 câu hỏi để củng cố kiến thức và kiểm tra mức độ hiểu bài

Làm bài tập ngay

Các bài học trong chương: Chương IV. Năng lượng, công, công suất