1 búa máy có khối lượng là 5000 kg mỗi lần đóng bứa được nâng lên độ cao h=2,75m so với đầu cọc . Cọc làm bằng sắt có khối lượng là 100kg và có nhiệt dung riêng là 440 . Biêt rằng sau mỗi lần đóng cọc thì 4% năng lượng của búa được chuyển thành nội năng làm cọc nón lên . Tính số lần đóng cọc để nhiệt độ của cọc tăng thêm 10 độ c cho rằng cọc không tỏa nhiệt ra môi trường
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
a. Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng ta có: Wt2 = Q + Wđ1 + Wđ’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: Wđ’2 = W’t2
Từ đó động năng Wđ1 vật nặng truyền cho cọc:
Wđ1 = Wt2 – Q – W’t2
Theo bài ra: Wt2 = m2gh0; W’t2 = m2gh;
Q = 0,2 Wđ2 = 0,2Wt2 = 0,2 m2 gh0;
Wđ1 = m2g (h0 – 0,2h0 – h).
Mà m2 = 50kg; g = 10m/s2; h0 = 7m; h = 1m Wđ1 = 2300J
b. Theo định luật bảo toàn năng lượng, khi cọc lún xuống, động năng Wđ1 và thế năng Wt1 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 Ac của lực cản của đất;
Ta có: Wđ1 + Wt1 = Ac.
Theo đề bài ta có: Wđ1 = 2300J; Wt1 = m1g.s;
Ac = Fc . s (Fc là lực cản trung bình của đất), với s = 10cm = 0,1m.
Fc = 23100N.
c. Hiệu suất của động cơ: H = A c i A t p
Công có ích Acó 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 Wt2 của vật nặng:
Acó ích = m2gh0. Công toàn phần của động cơ tính bằng công thức:
At phần = ℘ . t, với ℘ = 1,75kW = 1750W.
T = 5s. H = 40%.
D
Công của búa truyền cho cọc: A = 80%.10m.h = 0,8.1000.5 = 4000J
Cọc bị đóng sâu vào đất là d = A/F = 4000/10000 = 0,4m
B
Cơ năng của quả nặng trước khi chạm cọc: W = Ph = 10mh = 1000.5 = 5000J.
Cơ năng máy đã truyền cho cọc: A = 0,8W = 0,8.5000 = 4000J
Lực cản của đât đổi với cọc là F= A/s = 4000/0,4 = 10000N
B
Công quả nặng sinh ra cho cọc: A = 80%.10m.h = 0,8.100.10.5 = 4000J
Công này bằng công lực cản nên: A = F c .S = 4000J
Lực cản của đất đối với cọc là: F c = A/S = 4000/0,4 = 10000N
D
Cơ năng của quả nặng W= 10 m.h
Công lực cản A = F.s = 10000.0,4 = 4000J
80% cơ năng búa máy đã truyền cho cọc nên: 80%. 10m.h = A.
Suy ra
Công toàn phần quả nặng rơi xuống sinh ra:
A = P.h= 100.10.5 = 5000J
Công có ích do quả nặng rơi xuống sinh ra: A1 = 80%.A = 4000J
Lực cản của đất đối với cọc là: F = A1:s = 4000/0,4 = 10000N
Công toàn phần khi quả nặng rơi xuống sinh ra:
A = P. h = 100.10.4 = 40001
Công có ích do quả nặng rơi xuống sinh ra:
A 1 = 80%.A = 3200J
Lực cản của đất đối với cọc là:
Đáp án D
- Vận tốc của búa máy ngay trước khi va chạm là:
- Áp dụng định luật bảo toàn động lượng của hệ khi va chạm mềm
- Chọn mốc thế năng tại vị trí va chạm
Khi hệ chuyển động lún sâu vào đất có lực cản tác dụng nên độ biến thiên cơ năng bằng công lực cản của đất tác dụng
Cơ năng của hệ vật lúc bắt đầu (ngay sau va chạm)
Cơ năng của hệ vật sau khi lún sâu vào đất 5cm là
Do vật chịu tác dụng thêm lực cản cơ năng của vật sẽ biến đổi. Công của các lực cản bằng độ biến thiên của cơ năng.
<=> Fc=325000 N
C
Cơ năng của quả nặng W = 10m.h = 10.200.5 = 10000J
Công lực cản A = F.s = 10000.0,6 = 6000J
% cơ năng búa máy đã truyền cho cọc: H = A/W = 6000/10000 = 60%