Vì sao đoạn dốc hơn trên đồ thị công theo quãng đường cho biết lực cùng hướng lớn hơn?

Giải thích nguyên lý

Khi lực không đổi và cùng hướng chuyển động trong từng đoạn, phần công tăng bằng lực nhân độ dài đoạn. Vì vậy tỉ số độ tăng công trên độ tăng quãng đường cho biết lực, khác với đọc riêng độ cao của một điểm đồ thị.

Ví dụ và phân tích

Trong 1 m đầu, công tăng từ 0 lên 2 J nên lực là 2 N. Trong 2 m tiếp, công tăng từ 2 lên 10 J nên lực là (10 − 2)/2 = 4 N. Ở điểm cuối, lấy 10 J chia 3 m chỉ cho lực trung bình theo quãng đường, không phải lực đoạn cuối.

Cách kiểm tra

Đọc đúng hai đầu mỗi đoạn trên trục A theo s. Lấy hiệu công chia hiệu vị trí, kiểm tra J/m bằng N. Không dùng thời gian thay quãng đường ở mẫu số vì khi ấy sẽ là công suất.

Ứng dụng

Bài rèn cách đọc biểu đồ thực nghiệm kéo vật: đường liên tục có thể biểu diễn lực đổi mức giữa hai chặng. Nó giúp phân biệt lượng công đã tích lũy với lực đang tác dụng.

Điều kiện và giới hạn

Chỉ xét lực cùng phương, cùng chiều và ổn định trong mỗi đoạn đã cho. Không cần đạo hàm; dùng hai đoạn thẳng và phép chia số học. Đồ thị cong hoặc lực xiên cần mô tả phù hợp hơn.

Đọc hình

Đồ thị công theo quãng đường đi qua các điểm (0 m, 0 J), (1 m, 2 J), (3 m, 10 J), hai đoạn có tỉ số tăng tương ứng 2 N và 4 N.

Học tiếp

Động năng là gì và khi nào vật có động năng Cơ năng bằng tổng những dạng năng lượng nào