Cùng một công, máy nào làm nhanh hơn?
Hai máy có thể làm được cùng một công nhưng mất thời gian khác nhau. **Công suất** đặc trưng cho tốc độ thực hiện công:
$$\mathcal P=\frac At.$$
$A$ tính bằng J, $t$ tính bằng s, $\mathcal P$ tính bằng watt (W). Công suất 100 W nghĩa là trung bình mỗi giây thực hiện công 100 J trong thời gian xét.
1 W = 1 J/s; 1 kW = 1 000 W; 1 MW = 1 000 000 W. Mã lực cũng là đơn vị công suất: 1 HP ≈ 746 W. Công suất không có đơn vị J; đó là đơn vị của công và năng lượng.
Làm công lớn hơn chưa chắc có công suất lớn hơn
Máy A thực hiện công 1 200 J trong 6 s: $\mathcal P_A=1\,200/6=200$ W.
Máy B thực hiện công 1 800 J trong 12 s: $\mathcal P_B=1\,800/12=150$ W.
Máy B thực hiện tổng công lớn hơn, nhưng máy A thực hiện công nhanh hơn vì mỗi giây làm được nhiều công hơn. Khi so sánh công suất phải xét **cả công lẫn thời gian**.
Bài luyện
Một máy thực hiện công 36 kJ trong 2 phút. Công suất trung bình bằng bao nhiêu?
Chưa đổi đầy đủ đơn vị.
Đúng: 36 000 J chia 120 s.
Phải đổi phút thành giây.
Cần đổi kJ thành J khi tính theo W.
Lời giải
Đổi $A=36\,000$ J, $t=120$ s. Công suất $\mathcal P=A/t=36\,000/120=300$ W. Chọn B.
Bài luyện
Hai máy làm cùng một công. Máy thứ nhất mất 10 s, máy thứ hai mất 20 s. Công suất máy thứ nhất bằng bao nhiêu lần máy thứ hai?
Cùng công, thời gian ít hơn thì công suất lớn hơn.
Thời gian tỉ lệ nghịch bậc nhất với công suất.
Thời gian thực hiện khác nhau nên công suất khác nhau.
Đúng: cùng công nhưng thời gian bằng một nửa.
Lời giải
Với cùng công $A$, $\mathcal P_1/\mathcal P_2=(A/10)/(A/20)=2$. Chọn D.