Bài 24: Công suất

1. Kiến thức trọng tâm

Công suất là đại lượng đặc trưng cho tốc độ thực hiện công của một lực hay một máy. Công suất được tính bằng thương số giữa công thực hiện và thời gian thực hiện công đó: $P = \frac{A}{t}$. Đơn vị của công suất là oát, kí hiệu $W$, với $1,W = 1,J/s$. Trong thực tế, người ta còn dùng đơn vị kilôoát ($kW$) và mã lực ($HP$), với $1,kW = 1000,W$ và $1,HP \approx 736,W$.

Khi vật chuyển động đều với vận tốc $v$ dưới tác dụng của lực $F$ hợp với hướng chuyển động một góc $\alpha$, công suất của lực là $P = Fv\cos\alpha$. Đặc biệt, nếu lực cùng hướng chuyển động thì $P = Fv$. Công thức này rất hữu ích khi tính công suất của động cơ xe, máy bơm hay cần cẩu.

Hiệu suất của một máy cho biết tỉ lệ phần công có ích so với công toàn phần mà máy tiêu thụ. Máy có công suất lớn hơn chưa chắc đã tiết kiệm năng lượng hơn.

2. Ví dụ minh họa

Một động cơ nâng một vật nặng $200,kg$ lên cao $10,m$ trong thời gian $20,s$. Tính công suất của động cơ. Lấy $g = 10,m/s^2$.

Lời giải: Công của động cơ bằng công của trọng lực với dấu ngược lại: $A = mgh = 200 \cdot 10 \cdot 10 = 20000,J$. Công suất: $P = \frac{A}{t} = \frac{20000}{20} = 1000,W = 1,kW$. Vậy động cơ có công suất $1,kW$.

3. Ghi nhớ

• Công suất: $P = \frac{A}{t}$, đơn vị oát ($W$).
• Khi chuyển động đều: $P = Fv$.
• Công suất lớn nghĩa là thực hiện công nhanh, không đồng nghĩa với tiết kiệm năng lượng.