Câu hỏi:

13/07/2024 17,659

Để đóng một cái cọc có khối lượng m₁ = 10kg xuống nền đất người ta dung một búa máy. Khi hoạt động, nhờ có một động cơ công suất $℘ = 1, 75 k W$ , sau 5s búa máy nâng vật nặng khối lượng m₂ = 50kg lên đến độ cao h₀ = 7m so với đầu cọc, và sau đó thả rơi xuống nện vào đầu cọc. Mỗi lần nện vào đầu cọc vật nặng nảy lên h = 1m. Biết khi va chạm, 20% cơ năng ban đầu biến thành nhiệt và làm biến dạng các vật. Hãy tính:
a. Động năng vật nặng truyền cho cọc.
b. Lực cản trung bình của đất.
c. Hiệu suất của động cơ búa máy. 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. Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng ta có: W_t2= Q + W_đ1 + W_đ’2

Sau đó động năng W’_đ2 của vật nặng lại chuyển động thành thế năng W’_t2 khi nó nảy lên độ cao h: W_đ’2 = W’_t2

Từ đó động năng W_đ1 vật nặng truyền cho cọc:

W_đ1 = W_t2 – Q – W’_t2

Theo bài ra: W_t2 = m₂gh₀; W’_t2 = m₂gh;

Q = 0,2 W_đ2 = 0,2W_t2 = 0,2 m₂ gh₀;

W_đ1 = m₂g (h₀ – 0,2h₀ – h).

Mà m₂ = 50kg; g = 10m/s²; h₀ = 7m; h = 1m W_đ1 = 2300J

b. Theo định luật bảo toàn năng lượng, khi cọc lún xuống, động năng W_đ1 và thế năng W_t1 của nó giảm (chọn mốc thế năng tại vị trí ban đầu), biến thành nội năng của cọc và đất (nhiệt và biến dạng), độ tăng nội năng này lại bằng công A_c của lực cản của đất;

Ta có: W_đ1 + W_t1 = A_c.

Theo đề bài ta có: W_đ1 = 2300J; W_t1 = m₁g.s;

A_c = F_c . s (F_c là lực cản trung bình của đất), với s = 10cm = 0,1m.

F_c = 23100N.

c. Hiệu suất của động cơ: $H = \frac{A_{c i}}{A_{t p}}$

Công có ích A_{có ích} của động cơ là công kéo vật nặng m₂ lên độ cao h₀ = 7m kể từ đầu cọc, công này biến thành thế năng W_t2 của vật nặng:

A_{có ích} = m₂gh₀. Công toàn phần của động cơ tính bằng công thức:

A_{t phần} = $℘$ . t, với $℘$ = 1,75kW = 1750W.

T = 5s. H = 40%.

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 »

Ly Trần

S= đâu ra v

1 tháng trước
Trả lời

Xem thêm ...

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Một vật trượt từ đỉnh của mặt phẳng nghiêng nghiêng AB, sau đó tiếp tục trượt trên mặt phẳng AB, sau đó tiếp tục trượt trên mặt phẳng nằm ngang BC như hình vẽ với AH= 0,1m, BH=0,6m. hệ số ma sát trượt giữa vật và hai mặt phẳng là
a. Tính vận tốc của vật khi đến B.
b. Quãng đường vật trượt được trên mặt phẳng ngang.

Xem đáp án

Lời giải

Chọn mốc thế năng tại mặt nằm ngang BC

a. Ta có $cotan α = \frac{B H}{A H} = \frac{0, 6}{0, 1} = 6$

Mà $W_{A} = m . g . A H = m .10.0, 1 = m (J); W_{B} = \frac{1}{2} m v_{B}^{2} (J) A_{m s} = μ m g \cos α . A B = 0, 1. m .10. \cos α . \frac{A H}{\sin α} = m . c o \tan α .0, 1 = 0, 6 m (J)$

Theo định luật bảo toàn năng lượng

$W_{A} = W_{B} + A_{m s} \Rightarrow m = \frac{1}{2} m v_{B}^{2} + 0, 6 m \Rightarrow v_{B} = 0, 8944 (m / s)$

b. Theo định luật bảo toàn năng lượng

$\Rightarrow m = \frac{1}{2} m v_{B}^{2} + 0, 6 m \Rightarrow v_{B} = 0, 8944 (m / s)$

Mà $W_{A} = m g . A H = m .10.0, 1 = m (J); W_{C} = 0 (J) A_{m s} = μ m g \cos α . A B + μ m g . B C = 0, 6 m + m . B C \Rightarrow m = 0 + 0, 6 m + m . B C \Rightarrow B C = 0, 4 (m)$

Câu 2

Vật trượt không vận tốc đầu trên máng nghiêng một góc $α = 60^{0}$ với AH=1m , Sau đó trượt tiếp trên mặt phẳng nằm ngang BC= 50cm và mặt phẳng nghiêng DC một góc $β = 30^{0}$ biết hệ số ma sát giữa vật và 3 mặt phẳng là như nhau và bằng $μ = 0, 1$ . Tính độ cao DI mà vật lên được

Xem đáp án

Lời giải

Chọn mốc thế năng tại mặt nằm ngang BC

Theo định luật bảo toàn năng lượng

$W_{A} = W_{D} + A_{m s} M à W_{A} = m g z_{A} = m .10.1 = 10. m (J) W_{D} = m g z_{D} = m .10. z_{D} = 10 m z_{D} (J) A_{m s} = μ m g \cos α . A B + μ m g . B C + μ m g \cos β . C D \Rightarrow A_{m s} = μ m g (\cos 60^{0} . A B + B C + \cos 30^{0} . C D)$

$\Rightarrow A_{m s} = 0, 1.10. m (\cos 60^{0} . \frac{A H}{\sin 60^{0}} + B C + \cos 30^{0} . \frac{z_{D}}{\sin 30^{0}}) = m (\frac{1}{\sqrt{3}} + 0, 5 + \sqrt{3} . z_{D}) \Rightarrow 10 m = 10 m z_{D} + m (\frac{1}{\sqrt{3}} + 0, 5 + \sqrt{3} z_{D}) \Rightarrow 10 - \frac{1}{\sqrt{3}} - 0, 5 = 10 z_{D} + \sqrt{3} z_{D} \Rightarrow z_{D} = 0, 761 (m)$