Bài 15

Công suất

I. AI LÀM VIỆC KHOẺ HƠN?
Trong xây dựng, để đưa các vật nặng
lên cao người ta thường dùng dây
kéo vắt qua ròng rọc cố định như
hình vẽ:

Anh An và anh Dũng dùng hệ thống ròng rọc này để đưa gạch
lên tầng 2 cao 4m, mỗi viên gạch đều nặng 16N. Mỗi lần anh An
kéo được 10 viên gạch mất 50s. Còn anh Dũng mỗi lần kéo được
15 viên gạch mất 60s.

Mỗi viên gạch nặng 16N
4m
10

Anh An

15

Anh Dũng

Trong xây dựng, để đưa các vật nặng lên cao người ta thường dùng
dây kéo vắt qua ròng rọc cố định như hình vẽ: Anh An và anh Dũng
dùng hệ thống ròng rọc này để đưa gạch lên tầng 2 cao 4m, mỗi viên
gạch đều nặng 16N. Mỗi lần anh An kéo được 10 viên gạch mất 50s.
Còn anh Dũng mỗi lần kéo được 15 viên gạch mất 60s.

Mỗi viên gạch nặng 16N
4m
10

Anh An

15

Anh Dũng

Anh An và anh Dũng dùng hệ thống ròng rọc này để đưa gạch lên tầng
2 cao 4m, mỗi viên gạch đều nặng 16N. Mỗi lần anh An kéo được 10
viên gạch mất 50s. Còn anh Dũng mỗi lần kéo được 15 viên gạch mất
60s.
Tóm tắt
C1: Tính công thực hiện của anh An và anh Dũng.
Bài giải
s = h = 4m
P= 16N
n1 = 10 viên
n2 = 15 viên
t1 = 50s
t2 = 60s
A1 = ? A2= ?

- Lực kéo của anh An là:
F1 = n1.P=10.16 = 160 (N)
- Công của anh An thực hiện được là:
A1= F1.h = 160.4 = 640 (J)
- Lực kéo của anh Dũng là:
F2 = n2.P = 15.16 = 240 (N)
- Công của anh Dũng thực hiện được là:
A2 =F2.h = 240.4 = 960 (J)

C1

Anh An thực hiện công

A1 = 640J

trong 50 giây

Anh Dũng thực hiện công A2 = 960J trong 60 giây
(?) Lúc
nàycác
chúng
ta đã
ai làm
việc khỏe
hơn
chưa?án
Vì nào
sao?để biết ai là
Trong
phương
ánbiết
sauđược
đây, có
thể chọn
những
phương

C2

người làm việc khỏe hơn ?

Muốn biết ai làm việc khỏe hơn thì chúng ta cùng tìm hiểu các phương án trả
a- So sánh công thực hiện được của hai người, ai thực hiện được công lớn hơn thì người đó
lờikhỏe
trong
câu hỏi C2
hơn.
b- So sánh thời gian kéo gạch lên cao của hai người, ai làm mất ít thời gian hơn thì người đó
khỏe hơn.
c- So sánh thời gian của hai người để thực hiện được cùng một công, ai làm việc mất ít thời
gian hơn (thực hiện công nhanh hơn) thì người đó khỏe hơn.
d- So sánh công của hai người thực hiện được trong cùng một thời gian, ai thực hiện được
công lớn hơn thì người đó khỏe hơn.

Xét hai phương án so sánh:
c) So sánh thời gian của hai người để
thực hiện được cùng một công, ai làm
việc mất ít thời gian hơn (thực hiện
công nhanh hơn) thì người đó khỏe
hơn.

d) So sánh công của hai người thực
hiện được trong cùng một thời
gian, ai thực hiện được công lớn
hơn thì người đó khỏe hơn.

Trong cùng một thời gian là 1s thì:

`

Để thực hiện cùng một công là 1J thì:
Anh An phải mất một thời gian là :
- Anh An thực hiện được một công
là
t1
50
t '1  
0, 078( s )
A1 640
A1 640
A '1  
12,8( J )
t1
50
Anh Dũng phải mất thời gian là :
- Anh Dũng thực hiện một công là :
t2
60
A2 960
t '2  
0, 062( s )
A '2  
16( J )
A2 960
t2
60
(?)Em hãy quan sát số liệu theo phương án c, d của câu hỏi
C2. Hoạt động nhóm hoàn thành câu C3 ?

(?)Em hãy quan sát số liệu theo phương án c, d của câu hỏi
C2. Hoạt động nhóm hoàn thành câu C3 ?
Từ kết quả của C2, hãy tìm từ thích hợp cho các chỗ trống của kết
luận sau :
Dũng
Anh …………làm
việc khỏe hơn vì
….............................................................................
trong
cùng
1scùng
anh một
Dũngcông
thựcthì
hiện
được công
lớn hơn.
để thực
hiện
anhDũng
mất thời
gian ít hơn.

II. CÔNG SUẤT:
1- Định nghĩa:
Trong vật lý học, để biết người nào hay máy nào thực hiện công
nhanh hơn người ta so sánh công thực hiện được trong cùng một
đơn vị thời gian. Công thực hiện trong một đơn vị thời gian được
gọi là công suất.
(?) Công suất là gì ?
Công thực hiện được trong một đơn vị thời gian được gọi là công
suất.

II. CÔNG SUẤT:
2- Công thức

P=

A
t

- P là công suất
Trong đó : - A là công ( J )

III. ĐƠN VỊ CÔNG SUẤT:

- t là thời gian thực hiện công ( s )

Nếu công A là 1J, thời gian t là 1s thì công suất là
A
1J
=
= 1J/s (Jun trên giây) = 1W
P= t
1s
Đơn vị công suất J/s được gọi là oát, kí hiệu là W.
1W = 1J/s.
1kW (kilô oát) = 1000W.
1MW (mêga oát) = 1000kW = 1000000 W.

IV. VẬN DỤNG
Tính công suất của anh An và anh Dũng trong ví dụ ở đầu
bài học.
Cho biết
A1 = 640J
t1 = 50s
A2 = 960J
t2 = 60s
P1 = ?(W)

Bài giải
Công suất làm việc của anh An :
P1 =

A1
t1

═

640
50

= 12,8(W)

Công suất làm việc của anh Dũng :
P2 =

A2
t2

═

960
60

= 16(W)

 IV. VẬN DỤNG

Để cày một sào đất, người ta dùng trâu cày thì mất 2 giờ,
nhưng nếu dùng máy cày Bông Sen thì chỉ mất 20 phút. Hỏi
trâu hay máy cày có công suất lớn hơn và lớn hơn bao nhiêu
lần ?
Bài giải
Cho biết
Vì cùng cày một sào đất, nghĩa là công thực hiện của trâu
A1 = A2
và máy cày là như
nhau. Nên Công suất của Trâu cày là:
t = 2 h = 120 phút
A
1

P1 =

1

═

A
120

t1
t2 = 20 phút
Công suất của máy cày là
A2
A
=
P
=
2
So sánh
t2
20
P1 và P2
A
120
P1
Từ (1) và (2) ta có:
=
A
P2

(1)

(2)

=

20

=> 6P1 = P2 vậy máy cày có công suất lớn hơn và lớn hơn 6 lần.

20
120

=

1
6

 IV - VẬN DỤNG
* Một con ngựa kéo một cái xe đi đều với vận tốc 9km/h. Lực kéo của ngựa
C6
là 200N.
a) Tính công suất của ngựa.
b) Chứng minh rằng P = F.v.
Bài giải

Cho biết

v = 9km/h
F = 200N

Tìm:
a) P = ?
b) Chứng minh:
P=Fv

a) Trong 1 giờ (3 600s) con ngựa kéo xe đi được đoạn đường s = 9km =
9000m.
Công của lực kéo của ngựa trên đoạn đường s là :
A = F.s = 200.9 000 = 1 800 000 (J)
Công suất của ngựa :
A
1 800 000 J
P=
=
= 500(W)
t
3600

b) Chứng minh:

P=

A

t

=>

P=

F.s
t

= F.

v.t
t

= F.v

BÀI 15. CÔNG SUẤT

Có
thể
em
chưa
biết:
* Đơn vị công suất ngoài oát (W) còn có mã lực ( sức ngựa). Mã lực là đơn vị
cũ để đo công suất, trước đây rất thông dụng, nay ít dùng. Một mã lực Pháp (kí
hiệu CV) xấp xỉ bằng 736W, còn một mã lực Anh ( kí hiệu là HP) xấp xỉ bằng
746W.
* Công suất của tên lửa đẩy con tàu vũ trụ Phương Đông chở nhà du hành vũ
trụ đầu tiên của trái đất Ga-ga-rin, công dân Liên Xô (trước đây) là 15000MW.
* Công suất của con người khi lao động chân tay trong những điều kiện bình
thường vào khoảng từ 70 đến 80W. Khi đi bộ, công suất trung bình của người
là 300W. Khi chạy thi 100m, công suất của vận động viên có thể lên tới 730W.
* Nước ta có nhiều nhà máy thuỷ điện. Hiện nay, nhà máy thuỷ điện Hoà Bình
(cách Hà Nội khoảng 80 km về phía Tây) có công suất lớn nhất là 1 920MW

Bài 1 Một con ngựa kéo xe chuyển động đều với lực kéo là 600N.
Trong 5 phút công thực hiện được là 360kJ. Tính vận tốc chuyển
động của xe.
Tóm tắt:
F = 600N;
t = 5 phút = 300s;
A = 360 kJ = 360000 J
Vận tốc v = ?

Công A của lực F được tính bằng công thức: A = F.s
Suy ra

Từ

360000
A

600m
s
600
F
s
v
t

600

2m / s
300

Vậy vận tốc của xe là 2m/s.

Bài 2. Hơi nước có áp suất không đổi là p = 6.105 N/m2
được dẫn qua van vào trong xilanh và đẩy pit-tông chuyển
động từ vị trí AB đến vị trí A'B'. Thể tích của xilanh nằm
giữa hai vị trí AB và A'B' của pít tông là V = 15dm3. Chứng
minh rằng công của hơi nước sinh ra bằng thể tích của p
và V. Tính công đó ra J.

Tóm tắt:
p = 6.105 N/m2;
V = 15 dm3=15.10-3m3
diện tích S;
Chứng minh A = p.V; A = ?

Lực hơi nước tác dụng lên pit-tông là F = p.S
Gọi h là quãng đường dịch chuyển của pit
tông thì thể tích của xi lanh giữa hai vị trí
AB và A'B' của pittông là: V = S.h
V
V
S
F p
suy ra
h
h

h

Công của hơi sinh ra là:
V
A Fh  p. .h  p.V
h

Vậy

A=p.V=6.105.15.10-3=9000J=9kJ

Tính công suất của dòng nước chảy qua đập ngăn cao 25m xuống dưới, biết
rằng lưu lượng dòng nước là 120 m3/phút (khối lượng riêng của nước là
1000kg/m3)
Tóm tắt:
h = 25m; D = 1000 kg/m3;
Lưu lượng 120 m3/phút
(V = 120 m3; t = 1 phút)
Công suất P = ?
Lưu lượng dòng nước là
120 m3/phút nên xét trong
thời gian t = 1 phút = 60s
thì lượng nước chảy có
khối lượng là:
m = D.V = 1000.120 =
120000 kg

Trọng lượng của nước chảy trong một
phút khi đó là:
P = 10.m = 10.120000 = 1200000 N.
Trong thời gian t = 1 phút, nước rơi từ
độ cao h = 25m xuống dưới nên công
thực hiện được trong thời gian đó là:
A = P.h = 1200000.25m = 30.106 J
Công suất

P=

A
t

30.106
=
=500000W=500kW
60

Một tòa nhà cao 10 tầng, mỗi tầng cao 3,4m, có một thang máy chở tối đa được
20 người, mỗi người có khối lượng trung bình 50kg. Mỗi chuyến lên tầng 10,
nếu không dừng ở các tầng khác, mất một phút. Tính:
a) Công suất tối thiểu của động cơ thang máy phải là bao nhiêu?
b) Để đảm bảo an toàn, người ta dùng một động cơ có công suất lớn gấp đôi
mức tối thiểu trên. Biết rằng giá 1kWh điện là 800 đồng. Hỏi chi phí mỗi lần lên
thang máy là bao nhiêu? (1kWh = 3 600 000J)
Nt = 10 tầng, h1 = 3,4m;
Nng = 20 người; m1 = 50kg;
t = 1 phút = 60 s
a) Công suất P = ?
b) Giá 1kWh = 800 đồng; P''= 2P;
Chi phí T = ? đồng

Nt = 10 tầng, h1 = 3,4m;
Nng = 20 người; m1 = 50kg;
t = 1 phút = 60 s
a) Công suất P = ?
b) Giá 1kWh = 800 đồng;
P''= 2P;
Chi phí T = ? đồng
a) Để lên đến tầng 10, thang máy phải
vượt qua 9 tầng, vậy phải lên cao
h = 3,4 . 9 = 30,6m
Khối lượng của 20 người là
m = 50.20 = 1000 kg
Trọng lượng của 20 người là:
P =10m=10.1000= 10 000N

Vậy công phải tiêu tốn cho mỗi lần
thang lên tối thiểu là:
A = P.h = 10 000 . 30,6 = 306 000 J
Công suất tối thiểu của động cơ kéo thang
lên là:
P = A/t = 306000/60 = 5100W = 5,1kW

b) Công suất thực của động cơ:
5100 . 2 = 10 200W = 10,2kW
Điện năng A=Pt=10,2.1/60=0,17kWh
Chi phí cho 1 lần thang lên là:
T = 800.10,2.(1/60) = 136 đồng