Từ tầng dưới cùng của tòa nhà, một thang máy có khối lượng tổng cộng m = 1 tấn, đi lên tầng cao.a. Trên đoạn đường s1 = 5m đầu tiên, thang máy chuyển động nhanh dần và đạt vận tốc 5m/s. Tính công do đ...

a, Ngoại lực tác dụng lên thang máy là trọng lực và kéo của động cơ thang máy. Áp dụng định lý về động năng ta có: Wđ1 – Wđ0 = AF1→+AP1→Mà Wđ1 =m.v122, Wđ0 =m.v022=0 ; AP1→=−P.s1=−m.g.s1(AP→1<0)Vì thang máy đi lên⇒AF1=m.v122+m.g.s1=12.1000.52+1000.10.5=62500Jb, Vì thang máy chuyển động đều, lực kéo của động cơ cân bằng với trọng lực P→:F2→+P→=0. Công phát động của động cơ có độ lớn bằng công cản AF2→=−AP→ với AP=−P.s2=−m.g.s2=> AF2 = mgs2 do đó công suất của động cơ thang máy trên đoạn đường s2 là: ℘2=AF2t=m.g.s2t=m.g.v2=m.g.v1⇒℘2=1000.10.5=50000(W)=50(kW).c, Ngoại lực tác dụng lên thang máy là trọng lực P→ và lực kéo F3→ của động cơ.Áp dụng định lí động năng ta có: Wđ3 – Wđ2 = AF3 + Ap’Mà Wđ3 = m.v322=0; Wđ2 =mv222 (v2 = v1 = 5m/s); Ap = - Ps3 = - mgs3Công của động cơ trên đoạn đường s3 là: AF3 = mgs3 - mv222 = 37500JÁp dụng công thức tính công ta tìm được lực trung bình do động cơ tác dụng lên thang máy trên đoạn đường s3: F3¯=AF3s3=375005=7500N

Câu hỏi:

12/07/2024 28,004

Từ tầng dưới cùng của tòa nhà, một thang máy có khối lượng tổng cộng m = 1 tấn, đi lên tầng cao.
a. Trên đoạn đường s₁ = 5m đầu tiên, thang máy chuyển động nhanh dần và đạt vận tốc 5m/s. Tính công do động cơ thang máy thực hiện trên đoạn đường này.
b. Trên đoạn đường s₂ = 10m tiếp theo, thang máy chuyển động thẳng đều. Tính công suất của động cơ trên đoạn đường này.
c. Trên đoạn đường s₃ = 5m sau cùng, thang máy chuyển động chậm dần và dừng lại. Tính công của động cơ và lực trung bình do động cơ tác dụng lên thang máy trên đoạn đừng này. Lấy g = 10m/s².

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: Bài tập Vật Lí 10: Định luật bảo toàn (có lời giải chi tiết) !!

Bắt đầu thi

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

a, Ngoại lực tác dụng lên thang máy là trọng lực và kéo của động cơ thang máy. Áp dụng định lý về động năng ta có: W_đ1 – W_đ0 = $A_{\vec{F_{1}}} + A_{\vec{P_{1}}}$

Mà W_đ1 = $\frac{m . {v_{1}}^{2}}{2},$ W_đ0 = $\frac{m . {v_{0}}^{2}}{2} = 0$ ;

$A_{\vec{P_{1}}} = - P . s_{1} = - m . g . s_{1} \begin{matrix} (A_{{\vec{P}}_{1}} < 0) \end{matrix}$

Vì thang máy đi lên

$\Rightarrow A_{F_{1}} = \frac{m . {v_{1}}^{2}}{2} + m . g . s_{1} = \frac{1}{2} {.1000.5}^{2} + 1000.10.5 = 62500 J$

b, Vì thang máy chuyển động đều, lực kéo của động cơ cân bằng với trọng lực $\vec{P} : \vec{F_{2}} + \vec{P} = 0$ . Công phát động của động cơ có độ lớn bằng công cản $A_{\vec{F_{2}}} = - A_{\vec{P}}$ với $A_{P} = - P . s_{2} = - m . g . s_{2}$

=> A_F2 = mgs₂ do đó công suất của động cơ thang máy trên đoạn đường s₂ là:

$℘_{2} = \frac{A_{F 2}}{t} = \frac{m . g . s_{2}}{t} = m . g . v_{2} = m . g . v_{1} \Rightarrow ℘_{2} = 1000.10.5 = 50000 (W) = 50 (k W) .$

c, Ngoại lực tác dụng lên thang máy là trọng lực $\vec{P}$ và lực kéo $\vec{F_{3}}$ của động cơ.

Áp dụng định lí động năng ta có: W_đ3 – W_đ2 = A_F3 + A_p’

Mà W_đ3 = $\frac{m . {v_{3}}^{2}}{2} = 0;$ W_đ2 = $\frac{m {v_{2}}^{2}}{2}$ (v₂ = v₁ = 5m/s); A_p = - Ps₃ = - mgs₃

Công của động cơ trên đoạn đường s₃ là: A_F3 = mgs₃ - $\frac{m {v_{2}}^{2}}{2}$ = 37500J

Áp dụng công thức tính công ta tìm được lực trung bình do động cơ tác dụng lên thang máy trên đoạn đường s₃: $\bar{F_{3}} = \frac{A_{F 3}}{s_{3}} = \frac{37500}{5} = 7500 N$

Hot: Học hè online Toán, Văn, Anh...lớp 1-12 tại Vietjack với hơn 1 triệu bài tập có đáp án. Học ngay

Sách thầy cô Vietjack biên soạn:

Xem thêm »

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Một ô tô có khối lượng 2 tấn đang chuyển động trên đường thẳng nằm ngang AB dài 100m, khi qua A vận tốc ô tô là 10m/s và đến B vận tốc của ô tô là 20m/s. Biết độ lớn của lực kéo là 4000N.
a. Tìm hệ số ma sát µ₁ trên đoạn đường AB.
b. Đến B thì động cơ tắt máy và lên dốc BC dài 40m nghiêng 30^o so với mặt phẳng ngang. Hệ số ma sát trên mặt dốc là µ₂ = $\frac{1}{5 \sqrt{3}}$ . Hỏi xe có lên đến đỉnh dốc C không?
c. Nếu đến B với vận tốc trên, muốn xe lên dốc và dừng lại tại C thì phải tác dụng lên xe một lực có độ lớn thế nào?

Xem đáp án

Lời giải

a. Áp dụng định lý động năng

$A = W_{d B} - W_{d A} \Rightarrow A_{\vec{F}} + A_{{\vec{f}}_{m s}} = \frac{1}{2} m v_{B}^{2} - \frac{1}{2} m v_{A}^{2}$

Công của lực kéo $A_{F} = F . s = 4000.100 = {4.10}^{5} (J)$

Công của lực ma sát

$A_{f_{m s}} = - f_{m s} . s = - μ N . s = - μ . m . g . s = - μ .2000.10.100 = - μ {.2.10}^{6} (J) \Rightarrow {4.10}^{5} - μ {.2.10}^{6} = \frac{1}{2} {.2000.20}^{2} - \frac{1}{2} {.2000.10}^{2} \Rightarrow μ = 0, 05$

b. Giả sử D làvị trí mà vật có vận tốc bằng không

Áp dụng định lý động năng

$\begin{array}{l} A = W_{d D} - W_{d B} \\ \Rightarrow A_{\vec{P}} + A_{{\vec{f}}_{m s}} = \frac{1}{2} m v_{D}^{2} - \frac{1}{2} m v_{B}^{2} \end{array}$

Công trọng lực của vật

$A_{\vec{P}} = - P_{x} . B D = - m g \sin 30^{0} . B D = - 10^{4} . B D (J)$

Công của lực ma sát

$A_{f_{m s}} = - f_{m s} . B D = - μ N . B D = - μ . m . g \cos 30^{0} . B D = - 2000. B D (J)$

$\Rightarrow - 10^{4} . B D - 2000. B D = \frac{1}{2} .2000.0 - \frac{1}{2} {.2000.20}^{2} \Rightarrow B D = 33, 333 (m)$

$\Rightarrow B C > B D$ nên xe không lên được đỉnh dốc.

c. Áp dụng định lý động năng

$A = W_{d C} - W_{d B} \Rightarrow A_{\vec{F}} + A_{\vec{P}} + A_{{\vec{f}}_{m s}} = \frac{1}{2} m v_{C}^{2} - \frac{1}{2} m v_{B}^{2}$

Công trọng lực của vật

$A_{\vec{P}} = - P_{x} . B C = - m g \sin 30^{0} . B C = - 10^{4} .40 = - {4.10}^{5} (J)$

Công của lực ma sát

$A_{f_{m s}} = - f_{m s} . B C = - μ N . B C = - μ . m . g \cos 30^{0} . B C = - 2000.40 = - {8.10}^{4} (J)$

Công của lực kéo

$A_{\vec{F}} = F . B C = F .40 (J) \Rightarrow F .40 - {4.10}^{5} - {8.10}^{4} = 0 - \frac{1}{2} {.2000.20}^{2} \Rightarrow F = 2000 (N)$

Câu 2

Vận động viên Hoàng Xuân Vinh bắn một viên đạn có khối lượng 100g bay ngang với vận tốc 300m/s xuyên qua tấm bia bằng gỗ dày 5cm. Sau khi xuyên qua bia gỗ thì đạn có vận tốc 100m/s. Tính lực cản của tấm bia gỗ tác dụng lên viên đạn

Xem đáp án

Lời giải

Áp dụng định lý động năng

$A = F_{c} . s = \frac{1}{2} m v_{2}^{2} - \frac{1}{2} m v_{1}^{2}$

$\Rightarrow F_{c} = \frac{\frac{1}{2} m v_{2}^{2} - \frac{1}{2} m v_{1}^{2}}{s} = \frac{\frac{0, 1}{2} (100^{2} - 300^{2})}{0, 05} = - 80000 N \Rightarrow | F_{c} | = 80000 N$

Câu 3