Công suất là một trong những khái niệm đặc trưng và quan trọng trong chương trình vật lý. Để hiểu rõ hơn đại lượng này, chúng ta cần phải biết công thức tính cũng như bản chất của nó. Công thức tính công suất giúp chúng ta hoàn thành tốt một số dạng bài tập liên quan đến: dòng điện xoay chiều, bài toán chứa động cơ.

Công thức tính công suất

Định nghĩa công suất

Công suất là một đại lượng cho biết khối lượng công thực hiện được trong một khoảng thời gian bất kì. Một cách phát biểu khác thì công suất đặc trưng cho năng lượng biến đổi trong một khoảng thời gian t.

Công thức tính công suất tổng quát

Dựa vào định nghĩa công suất, ta dễ dàng thiết lập được công thức tính công suất như sau:         P = A/t

Trong đó:

  • P: Công suất [Jun/giây (J/s) hay Wat (W)]
  • A: Công thực hiện được trong khoảng thời gian t (N.m hoặc J)
  • t là thời gian thực hiện công.

Đơn vị chuẩn của công suất là W

Quy đổi đơn vị: 1KW = 1000W; 1 MW = 1.000.000W

Công thức tính công suất cơ

Đối với chuyển động đều, có thời gian Δt và khoảng cách Δs, vật chuyển động với vận tốc v và được tác dụng lực F thì công suất P được tính bằng công thức sau:

cong-thuc-tinh-cong-suat-co-va-dien

Đối với chuyển động quay, có thời gian Δt và góc quay Δφ, vật chuyển động với vận tốc góc w và dưới tác dụng của mômen M thì công suất P được tính bằng công thức:

cong-thuc-tinh-cong-suat-co-va-dien

Công thức tính công suất điện

Công suất điện trong một mạch thẳng là công suất tiêu thụ điện năng của đoạn mạch đó. Công suất điện trong mạch được đo bằng trị số đoạn mạch đã tiêu thụ trong một khoảng thời gian nhất định. Ngoài ra, công suất điện còn được tính bằng hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch và bằng cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đó.

Trường hợp mạch không có điện trở

P = A/t = U x I

Trong đó cụ thể gồm:

U: Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch (V)

I: Cường độ dòng điện chạy trong mạch (A)

t: thời gian (s)

Trường hợp mạch có điện trở R

P = I^2 x R = U^2/R

(Áp dụng mối liên hệ giữa U,I,R để suy ra 2 công thức như trên)

Công suất trong mạch có điện trở R là công suất tỏa nhiệt trên vật dẫn. Đại lượng đặc trưng cho tốc độ tỏa nhiệt của vật dẫn đó. Công suất trong mạch được xác định bằng nhiệt lượng tỏa ra ở vật dẫn trong một thời gian cố định.

Bài tập về công suất 

Câu 1: Vật có khối lượng 100g trượt không vận tốc đầu từ đỉnh mặt phẳng nghiêng dài 5m nghiêng góc 30so với mặt nằm ngang. Hệ số ma sát 0,1. Cho g = 10m/s2. Công lực ma sát trong quá trình chuyển động từ vị trí đỉnh mặt phẳng nghiêng xuống chân mặt phẳng nghiêng là:

A. 0,5 J                             B. -0,43 J                               C. 0,37 J                               D. -0,25 J

Đáp án: B

Câu 2: Vật khối lượng m = 2 kg rơi tự do ở độ cao h = 10m. Loại bỏ đi phần sức cản không khí. Cho g = 9,8m/s2. Sau thời gian 1,2s trọng lực đã thực hiện một công là:

A. 180 J                         B. 138,3 J                          C. 205,4 J                            D. 150 J

Đáp án: B

Câu 3: Vật có khối lượng đó là m = 2 kg rơi tự từ độ cao h = 10m tính từ mặt đất. Loại bỏ đi phần sức cản không khí. Cho g = 9,8m/s2. Các em hãy tính công suất tức thời của trọng lực P tại thời điểm 1,2s.

A. 250 W.                       B. 130,25 W.                         C. 230,5 W.                          D. 160,5 W.

Đáp án: C

Câu 4: Một lực không đổi liên tục kéo vật chuyển động với vận tốc theo hướng của . Công suất của lực là gì?

A. Fv2                             B. Fvt                            C. Fv                             D. Ft

Đáp án: C

Câu 5: Một ô tô chạy trên đường có vận tốc đạt 36km/h. Công suất động cơ của ô tô này là 30kW. Công của lực phát động khi ô tô chạy quãng đường d = 2 km là:

A. 16.106J.                       B. 6.105J.                          C. 6.106J.                          D. 12.106J.

Đáp án: C

Câu 6: Nhà máy thủy điện xây dựng vị trí cao đó là các thác nước nhằm lợi dụng năng lượng nước chảy xuống. Tua bin máy phát điện phát công suất 25 MW. Tính độ cao của thác nước, biết mỗi phút nước chảy vào tuabin máy phát điện là 1800 m3 và hiệu suất tuabin là 0,8. Cho dnước= 1000 kg/m3.

A. 204m                        B. 200m                          C. 1040m                          D. 104m

Đáp án: D

Câu 7: Chiếc cần cẩu khi cẩu kiện hàng có khối lượng 5T nâng thẳng đứng lên cao nhanh dần đều đạt độ cao 10m trong thời gian 5s. Công của lực nâng trong giây thứ 5 là các giá trị nào bên dưới. Hãy chọn đáp án đúng:

A. 1,944.104J.               B. 1,944.105J.                 C. 1,944.103J.                      D. 1,944.102J.

Đáp án: B

Câu 8: Một động cơ điện có công suất 15 kW cấp cho cần cẩu nâng khối lượng một vật 1000 kg lên độ cao 30 m. Lấy g = 10 m/s2. Hãy tính thời gian tối thiểu để cần cẩu thực hiện thành công công việc?

A. 10 s.                       B. 20 s.                           C. 40 s.                            D. Kết quả khác.

Đáp án: B

Câu 9: Chiếc ô tô di chuyển với vận tốc đạt 72km/h. Công suất động cơ đó là 60kW. Lực phát động của động cơ là:

A. 2800N.                        B. 1550N.                         C. 3000N.                     D. 2500N.

Đáp án: C

Câu 10: Cho vật có trọng lượng  P = 10N đặt trên mặt bàn nằm ngang. Tác dụng lên vật có lực F = 15N theo phương ngang lần 1 lên mặt nhẵn, lần 2 lên mặt nhám với cùng độ dời 0,5m. Cho thông tin đó là công toàn phần trong lần thứ hai giảm còn 2/3 so với lần thứ nhất (Không tính ma sát). Cho g = 9,8m/s2, lực ma sát và hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt ngang sẽ là:

A. 5N; 0,5.                      B. 10N; 0,2.                       C. 12N; 0,4.                         D. 20N; 0,3.

Đáp án: B

Bài viết chia sẻ tất cả các kiến thức về công thức tính công suất, phương pháp cũng như một số bài tập đề nghị. Để hiểu rõ hơn về đại lượng này, ngoài việc thực hành bài tập, các bạn cần phải nắm vững kiến thức, ứng dụng đại lượng trong cuộc sống để tìm thấy điểm thú vị. Từ đó việc ghi nhớ sẽ dễ dàng hơn, tránh máy móc.