Công của lực biến đổi: đọc diện tích dưới đồ thị F–s

📈 Khi lực tăng dần, lấy lực nào nhân với quãng đường?

Nếu lực cùng phương với chuyển động nhưng thay đổi theo vị trí, công được biểu diễn bởi diện tích có dấu dưới đồ thị F theo s. Chia quãng đường thành đoạn nhỏ cho tổng F·Δs; giới hạn của tổng ấy cho diện tích.

Đồ thị lực tăng tuyến tính theo độ dời với diện tích tam giác biểu diễn công — Lực tăng đều từ 0 đến Fₘₐₓ trên quãng s tạo công bằng diện tích tam giác: Fₘₐₓs/2.

Diện tích phải có dấu

Đồ thị trên trục s: công dương, lực truyền năng lượng cho vật.
Đồ thị dưới trục: công âm, lực lấy bớt động năng theo định lý động năng.
Đơn vị N·m bằng joule; trục phải đúng là lực theo độ dời, không phải theo thời gian.

Lực tăng từ 0 đến 20 N trong 4 m

Đồ thị là tam giác có đáy 4 m, cao 20 N. Công W=1/2·4·20=40 J. Dùng lực cuối 20 N cho cả 4 m sẽ cho 80 J và đếm thừa vì lực ban đầu nhỏ hơn.

⚠️ Diện tích hình học không luôn là công tổng

Nếu đồ thị đi qua trục, cần lấy phần trên dương và phần dưới âm rồi cộng đại số. Tổng độ lớn các mảng là một đại lượng khác, không phải công thuần.

✅ Đọc trục trước khi tô diện tích

Xác định biến ngang là độ dời, chia miền thành hình đơn giản, gắn dấu theo vị trí so với trục, cộng và kiểm tra đơn vị joule.

📚 Lý thuyết trọng tâm

Mục tiêu: Tính công từ diện tích có dấu dưới đồ thị lực theo độ dời và tránh lấy lực cuối nhân toàn quãng đường.. Khi học Công của lực biến đổi: đọc diện tích dưới đồ thị F–s, hãy xác định khái niệm, điều kiện áp dụng và mối liên hệ giữa các dữ kiện; không chỉ ghi nhớ kết luận.

🧭 Ví dụ có hướng dẫn

Chọn một tình huống điển hình của bài. Bước 1: ghi dữ kiện và câu hỏi cần giải quyết. Bước 2: chọn khái niệm hoặc quy tắc phù hợp. Bước 3: giải thích từng bước và kiểm tra kết quả với điều kiện ban đầu. Nếu đổi một dữ kiện, hãy dự đoán kết quả thay đổi thế nào.

✍️ Luyện tập

Tóm tắt bài bằng ba ý: khái niệm, điều kiện và kết luận.
Tự tạo một ví dụ đúng và một phản ví dụ; chỉ ra điểm quyết định.
Giải lại ví dụ khi thay đổi một dữ kiện, sau đó nêu cách kiểm chứng.

Checklist tự đánh giá

Tôi giải thích được “vì sao”, không chỉ nêu đáp án.
Tôi nhận ra trường hợp không áp dụng được quy tắc.
Tôi kiểm tra được đơn vị, bằng chứng hoặc tính hợp lí của kết luận.