Một thùng hàng có khối lượng 30 kg được đẩy lên một con dốc cao 2 m bằng một động cơ băng chuyền. Biết rằng trong quá trình vận chuyển, động cơ cần sử dụng năng lượng tổng là 5000 J. Lấy g = 9,8 m/s². Hiệu suất của động cơ có giá trị gần đúng là

Đáp án đúng là A

Đổi 18 km/h = 5 m/s; 36 km/h = 10 m/s

Độ tăng động năng bằng công của động cơ ô tô sinh ra.

\[A = {W_{d2}} - {W_{d1}} = \frac{1}{2}mv_2^2 - \frac{1}{2}mv_1^2 = \frac{1}{2}.1200.\left( {{{10}^2} - {5^2}} \right) = 45000\,J\]

Đổi 10,8 km/h = 3 m/s.

Phân tích các lực tác dụng lên vật và lựa chọn trục tọa độ Oxy như hình vẽ.

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật.

Vật chịu tác dụng của: trọng lực \[\overrightarrow P \]; lực tác dụng của mặt phẳng nghiêng lên vật \[\overrightarrow N \]; lực kéo \[\overrightarrow {{F_k}} \] và lực ma sát \[\overrightarrow {{F_{ms}}} \] .

Theo định luật II Newton: \[\overrightarrow N + \overrightarrow P + \overrightarrow {{F_k}} + \overrightarrow {{F_{ms}}} = m\overrightarrow a \] (1)

Chiếu lên trục Ox, ta có: F_k - F_ms - P_x = 0 (do vật chuyển động đều nên a = 0)

\[ \Rightarrow \] F_k = P_x + F_ms = mg.sinα + µ.mg.cosα

Mặt khác, công suất của động cơ là: \[{\rm{P}} = \frac{A}{t} = {F_k}.v\]

\[ \Rightarrow \mu = \frac{{{F_k} - mg\sin \alpha }}{{mg\cos \alpha }} = \frac{{\frac{{\rm{P}}}{v}}}{{mg\cos \alpha }} - \tan \alpha = \frac{{{{60.10}^3}}}{{3.2000.10.\frac{{\sqrt 3 }}{2}}} - \frac{1}{{\sqrt 3 }} = \frac{{\sqrt 3 }}{3}\]