Để tính công và công suất, ta cần biết khối lượng của đối tượng di chuyển, vận tốc và thời gian di chuyển. Trong trường hợp này, các thông số đã được cung cấp như sau:
- Khối lượng của xe: 40 kg
- Vận tốc: 4 km/h = 4000/3600 m/s = 1.11 m/s
- Thời gian di chuyển: 30 phút = 1800 giây
## Tính công
Công là sản phẩm của lực và khoảng cách di chuyển theo hướng của lực. Trong trường hợp này, lực kéo của con trâu được áp dụng ngang với hướng di chuyển của chiếc xe, vì vậy công có thể được tính bằng công thức:
Công = Lực x Khoảng cách = Trọng lượng x quãng đường = mgh
Trong đó:
- Lực kéo của con trâu = Trọng lượng của xe (do các lực trái phản như ma sát không đáng kể trong bài toán này)
- Khoảng cách di chuyển trong 30 phút = Vận tốc x thời gian = 1.11 m/s x 1800 s = 1998 m (là khoảng cách tuyệt đối)
Vì công thực hiện theo hướng chuyển động, nên công sẽ có đơn vị là Joule (J).
Vậy công của con trâu trong thời gian kéo xe 40kg với vận tốc 4km/h là:
Công = mgh = 40 kg x 9.8 m/s^2 x 1998 m = 784320 J
## Tính công suất
Công suất là lượng công thực hiện trong một đơn vị thời gian. Vì vậy, để tính công suất của con trâu, ta cần chia công cho thời gian di chuyển, tức là:
Công suất = Công / Thời gian
Trong trường hợp này, công đã được tính toán là 784320 J và thời gian di chuyển là 30 phút = 1800 giây.
Vì công suất đo lường sự tiêu thụ năng lượng theo đơn vị thời gian, nên đơn vị công suất là Watt (W).
Vậy công suất của con trâu trong quá trình kéo xe 40kg với vận tốc 4km/h là:
Công suất = 784320 J / 1800 s = 435.73 W (hoặc ~0.58 mã lực)