Vì sao lực kéo thay đổi theo từng đoạn phải được tính công từng đoạn?

Giải thích nguyên lý

Công thức công bằng lực nhân quãng đường dùng trực tiếp khi lực không đổi và cùng hướng chuyển động trong đoạn xét. Nếu độ lớn lực thay đổi theo từng đoạn, phải tách đoạn rồi cộng công. Lấy lực lớn nhất nhân toàn đường sẽ phóng đại năng lượng truyền.

Ví dụ và phân tích

Kéo 1 m đầu bằng lực 2 N, rồi 2 m tiếp bằng lực 4 N, đều cùng hướng. Tổng công là 2 × 1 + 4 × 2 = 10 J. Nếu lấy 4 N nhân 3 m sẽ được 12 J, thừa 2 J vì đoạn đầu không hề chịu lực 4 N.

Cách kiểm tra

Vẽ đồ thị lực–quãng đường gồm hai hình chữ nhật. Tô diện tích 2 J và 8 J riêng rồi cộng. Đây chỉ là diện tích chữ nhật, không cần kiến thức tích phân. So với hình chữ nhật 4 N phủ cả 3 m để nhìn ngay vùng tính thừa.

Ứng dụng

Khi đọc dữ liệu lực kế trên một chuyến kéo, biết thời điểm đổi lực chưa đủ: cần biết đổi sau bao nhiêu quãng đường. Nếu chỉ có các mức lực và tổng quãng đường, bài toán có thể còn thiếu thông tin.

Điều kiện và giới hạn

Các lực đều song song, cùng chiều chuyển động và giữ ổn định trong từng đoạn. Nếu lực có hướng khác hoặc thay đổi liên tục, cách chia hai đoạn này không còn cho kết quả chính xác. Không suy công của tất cả lực bằng công riêng lực kéo.

Đọc hình

Đồ thị lực theo quãng đường có đoạn 2 N dài 1 m và 4 N dài 2 m, tổng hai diện tích là 10 J.

Học tiếp

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