Máy Tính Công Cơ Học Là Gì?
Công cụ này giúp bạn tính công cơ học sinh ra khi một lực không đổi tác dụng lên vật làm vật di chuyển một quãng đường. Trong vật lý, công chính là lượng năng lượng được truyền khi lực làm dịch chuyển một vật. Kết quả được biểu diễn bằng đơn vị joule (J), trong đó một joule bằng một newton nhân với một mét (\(\text{N}\cdot\text{m}\)).
Cách Sử Dụng
Nhập độ lớn của lực tác dụng theo đơn vị newton (N), quãng đường mà vật di chuyển theo mét (m), và góc θ tính bằng độ giữa vectơ lực và hướng chuyển động. Nhấn nút tính để xem công sinh ra. Nếu lực cùng hướng với chuyển động, bạn hãy nhập \(\theta = 0°\).
Giải Thích Công Thức
Công thức tính công là
$$W = \text{Force (N)} \times \text{Distance (m)} \times \cos\!\left(\text{Angle }\theta\right)$$Chỉ có thành phần của lực nằm dọc theo hướng chuyển động mới sinh công, vì vậy ta nhân với \(\cos(\theta)\). Khi \(\theta = 0°\), \(\cos(\theta) = 1\) nên toàn bộ lực đều góp phần sinh công. Khi \(\theta = 90°\), \(\cos(\theta) = 0\) nên không có công nào được thực hiện — đây chính là lý do khi bạn xách một chiếc túi đi ngang trong khi túi đè xuống tay bạn thì lực đó không sinh công. Khi \(\theta\) nằm trong khoảng từ 90° đến 180°, công mang giá trị âm, nghĩa là lực đang lấy bớt năng lượng của vật.
Ví Dụ Minh Họa
Giả sử bạn đẩy một thùng hàng với lực 20 N trên quãng đường 10 m theo góc 60°. Khi đó
$$W = 20 \times 10 \times \cos(60°) = 20 \times 10 \times 0{,}5 = \mathbf{100\ J}$$Câu Hỏi Thường Gặp
Kết quả dùng đơn vị gì? Đơn vị joule (J), với điều kiện lực tính bằng newton và quãng đường tính bằng mét.
Công có thể âm không? Có. Nếu góc lớn hơn 90°, lực sẽ cản trở chuyển động và công mang giá trị âm, cho thấy năng lượng bị lấy đi khỏi vật.
Tại sao phải có thành phần cosin? Vì lực là một đại lượng vectơ. Chỉ có thành phần của lực cùng hướng với độ dịch chuyển mới sinh công, và điều này được thể hiện qua \(\cos(\theta)\).
