Đưa một vật khối lượng m=200 kg lên độ cao h = 10 m người ta dùng hệ thống gồm một ròng rọc cố định, một ròng ròng động. Lúc này lực kéo dây để nâng vật lên là F1= 1200N. Biết hao phí để nâng ròng rọc động bằng 1/4 hao phí tổng cộng do ma sát. Hiệu suất của hệ thống và khối lượng của ròng rọc động là
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Đáp án: B
- Công có ích để nâng vật lên độ cao 10m:
A 1 = 10.m.h = 10.250.10 = 25000 (J)
- Khi dùng hệ thống ròng rọc trên thì khi vật lên cao một đoạn h thì phải kéo dây một đoạn S = 2h. Do đó công dùng để kéo vật:
A = F 1 . S = F 1 . 2 h = 1500.2.10 = 30000(J)
- Hiệu suất của hệ thống:
Công có ích để đưa vật lên:
A1=h.P=h.10m=10.10.200=20000(J)
a) khi dùng hệ thống gồm 1 ròng rọc cố định và 1 ròng rọc động thì ta thiệt 2 lần về đường đi
=> độ dài dây phải kéo l1=2.h=2.10=20(m)
Công toàn phần để đưa vật lên cao 10(m) bằng ròng rọc là :
A2=F1.l1=1200.20=24000(J)
Hiệu suất ròng rọc là:
H=\(\frac{A1}{A2}=\frac{20000}{24000}=83.3\%\)
Ta có Fhao phí của ròng rọc=Fhao phí của ma sát=\(\frac{F_-hao_-phí}{2}\)
khi dùng hệ thống ròng rọc như trên ta lợi 2 lần về lực nên nếu bỏ qua lực hao phí thì để đưa vật lên cao 10m thì chỉ cần dùng 1 lực F2=\(\frac{P}{2}\)=\(\frac{2000}{2}=1000\left(N\right)\)
=> lực hao phí là: Fhao phí=F1-F2=1200-1000=200(N)
Thế vào biểu thức trên ta có
Fma sát= Pròng rọc=\(\frac{\text{F hao phí}}{2}=\frac{200}{2}=100\left(N\right)\)
=> mròng rọc =P ròng rọc . \(\frac{1}{10}\)=\(\frac{100}{10}\)=10(kg)
Trọng lượng của vật :
\(P=10m=300.1=3000N\)
Dùng ròng rọc nên thiệt 2 lần về đường đi
\(\Rightarrow s=2h=15.2=30m\)
Công có ích là
\(A_{ci}=P.h=3000.15=45,000J\)
Công toàn phần nâng vật
\(A_{tp}=F.s=3000.30=90,000\left(J\right)\)
Hiệu suất là
\(H=\dfrac{A_{ci}}{A_{tp}}.100\%=\dfrac{45000}{90,000}.100\%=50\%\)
Công hao phí để thắng lực ma sát là
\(A_{ms}=A_{tp}-A_{ci}=90,000-45,000=45,000\left(J\right)\)
Công hao phí để nâng ròng rọc là
\(45,000.\dfrac{1}{3}=15,000\left(J\right)\)
Trọng lượng ròng rọc là
\(P=\dfrac{15000}{10}=1500\left(N\right)\)
Khối lượng của nó là
\(m=\dfrac{P}{10}=\dfrac{1500}{10}=150\left(kg\right)\)
Công để nâng vật lên khi dùng mp nghiêng là
\(A_{tp}=F.l=2500.20=50,000\left(J\right)\)
Lực ma sát giữa vật và mp nghiêng là
\(F_{ms}=\dfrac{A_{tp}-A_{ci}}{s}=\dfrac{50,000-45,000}{20}=250\left(N\right)\)
Hiệu suất là :
\(H=\dfrac{A_{ci}}{A_{tp}}.100\%=\) \(\dfrac{45,000}{50,000}.100\%=90\%\)
Cách 1:Dùng ròng rọc động cho ta lợi hai lần về lực và thiệt hai lần về đường đi.
\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}F=\dfrac{1}{2}P=\dfrac{1}{2}\cdot10m=\dfrac{1}{2}\cdot10\cdot200=1000N\\s=2h=2\cdot10=20m\end{matrix}\right.\)
Công nâng vật lên cao: \(A=F\cdot s=1000\cdot20=20000J\)
Hiệu suất hệ thống là \(83,33\%\Rightarrow H=\dfrac{A_i}{A_{tp}}\cdot100\%=\dfrac{20000}{A_{tp}}\cdot100\%=83,33\%\)
\(\Rightarrow A_{tp}=24000J\Rightarrow F_k=\dfrac{A_{tp}}{s}=\dfrac{24000}{20}=1200N\)
Cách 2: Dùng mặt phẳng nghiêng.
Công nâng vật lên cao: \(A_i=P\cdot h=10m\cdot h=10\cdot200\cdot10=20000J\)
Công kéo vật trên mặt phẳng nghiêng:
\(A_k=F\cdot l=1900\cdot12=22800J\)
Công ma sát: \(A_{ms}=A_{tp}-A_i=22800-20000=2800J\)
Lực ma sát có độ lớn: \(F_{ms}=\dfrac{A_{ms}}{l}=\dfrac{2800}{12}=233,33N\)
Hiệu suất động cơ: \(H=\dfrac{A_i}{A_{tp}}\cdot100\%=\dfrac{20000}{22800}\cdot100\%=87,72\%\)
Trọng lượng vật là
\(P=10m=60.10=600N\)
Do dùng ròng rọc sẽ thiệt 2 lần về đường đi nên quãng đường vật di chuyển là
\(s=2h=5.2=10m\)
Công có ích gây ra là
\(A_i=P.h=600.5=3000\left(J\right)\)
Công toàn phây gây ra là
\(A_{tp}=F.s=360.10=3600\left(J\right)\)
Hiệu suất là
\(H=\dfrac{A_i}{A_{tp}}.100\%=\dfrac{3000}{3600}.100\%=83,3\left(\%\right)\)
Công hao phí sinh ra là
\(A_{hp}=A_{tp}-A_i=3600-3000=600\left(J\right)\)
Gọi m là khối lượng ròng rọc động
A' là công hao phí để nâng ròng rọc động
Theo đề bài, ta có
Công hao phí nâng ròng rọc + Công do lực ma sát = Ahp
\(\Rightarrow A_{hpnrr}=A_{hp}\Leftrightarrow5A_{hpnrr}=A_{hp}\\ \Leftrightarrow A_{hpnrr}=\dfrac{A_{hp}}{5}=\dfrac{600}{5}=120N\)
Vậy khối lượng ròng rọc là
\(\Leftrightarrow10m.h=120\\ \Leftrightarrow m=12\left(kg\right)\)
Cách 1)
Công có ích tác dụng lên vật là
\(A_i=P.h=10m.h=10.200.10=20,000\left(J\right)\)
Công toàn phần kéo
\(A_{tp}=\dfrac{A_i}{H}.100\%=\dfrac{20,000}{83,33\%}.100\%=24,000\left(J\right)\)
Do dùng ròng rọc động nên sẽ thiệt 2 lần về đường đi nên độ dài qđ vật di chuyển là
\(s=2h=2.10=20m\)
Lực kéo
\(F=\dfrac{A_{tp}}{s}=\dfrac{24000}{20}=1200\left(N\right)\)
Cách 2)
Công tp kéo lúc này là
\(A_2=F_2.l=1900.12=22800J\)
Công có ích kéo là (đã tính ở cách 1)
Độ lớn lực ma sát giữa vật mà mpn là
\(F_{ms}=\dfrac{A_{hp}}{l}=\dfrac{22800-20,000}{12}=233.\left(3\right)\left(N\right)\)
Hiệu suất là
\(H=\dfrac{A_1}{A_2}.100\%=\dfrac{20000}{22800}.100\%=87,7\%\)
Công suất kéo là
\(P=F_2.v=1900.2=3800\left(W\right)\)
a)Cách 1:
Dùng 1 ròng rọc động cho ta lợi hai lần về lực và thiệt hai lần về đường đi.
\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}F=\dfrac{1}{2}P=\dfrac{1}{2}\cdot10m=\dfrac{1}{2}\cdot10\cdot200=1000N\\s=\dfrac{1}{2}h=\dfrac{1}{2}\cdot10=5m\end{matrix}\right.\)
Công nâng vật lên cao:
\(A=F\cdot s=1000\cdot5=5000J\)
Hiệu suất: \(H=\dfrac{A_i}{A_{tp}}\cdot100\%\)
\(\Rightarrow A_{tp}=\dfrac{A_i}{H}\cdot100=\dfrac{5000}{83,33\%}\cdot100\%=6000J\)
Lực kéo vật: \(F_k=\dfrac{A_{tp}}{s}=\dfrac{6000}{5}=1200N\)
b)Cách 2:
Công suất vật: \(P=F_2\cdot v=1900\cdot2=3800W\)
Công kéo vật lúc này:
\(A_{tp}=F_2\cdot l=1900\cdot12=22800J\)
Hiệu suất mặt phẳng nghiêng:
\(H=\dfrac{A_i}{A_{tp}}\cdot100\%=\dfrac{5000}{22800}\cdot100\%=21,93\%\)
Dùng ròng rọc động cho ta lợi hai lần về lực và thiệt hai lần về đường đi.
\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}F=\dfrac{1}{2}P=\dfrac{1}{2}\cdot400=200N\\s=\dfrac{1}{2}h\Rightarrow h=2s=2\cdot10=20m\end{matrix}\right.\)
Công thực hiện:
\(A=F\cdot s=200\cdot10=2000J\)
P/s : Tham khảo
Trọng lượng của vật là :
P = m.10 = 200.10 = 2000 (N)
Vì dùng ròng rọc động nên :
s = 2.h = 10.2 = 20 (m)
Công có ích là :
Ai = P.h = 2000.10 = 20000 (N)
Công để nâng vật lên là :
Atp = F.s = 1200.20 = 24000 (N)
Hiệu suất của hệ thống là :
\(\dfrac{Ai}{Atp}.100\%=\dfrac{20000}{24000}.100\%=83,33\%\)
Công hao phí thắng lực ma sát :
Ams = Atp - Ai = 24000 - 20000 = 4000 (N)
Công hao phí để nâng ròng rọc động là :
\(4000.\dfrac{1}{4}=1000\left(N\right)\)
Trọng lượng của ròng rọc động là :
\(P=\dfrac{1000}{10}=100\left(N\right)\)
Khối lượng của ròng rọc động :
\(m=\dfrac{P}{10}=\dfrac{100}{10}=10\left(kg\right)\)
Đs :...
Trọng lượng của vật là :
P = m.10 = 200.10 = 2000 (N)
Vì dùng ròng rọc động nên :
s = 2.h = 10.2 = 20 (m)
Công có ích là :
Ai = P.h = 2000.10 = 20000 (N)
Công để nâng vật lên là :
Atp = F.s = 1200.20 = 24000 (N)
Hiệu suất của hệ thống là :
AiAtp.100%=2000024000.100%=83,33%AiAtp.100%=2000024000.100%=83,33%
Công hao phí thắng lực ma sát :
Ams = Atp - Ai = 24000 - 20000 = 4000 (N)
Công hao phí để nâng ròng rọc động là :
4000.14=1000(N)4000.14=1000(N)
Trọng lượng của ròng rọc động là :
P=100010=100(N)P=100010=100(N)
Khối lượng của ròng rọc động :
m=P10=10010=10(kg)m=P10=10010=10(kg)
Đs :...