Thang máy khối lượng m = 1 tấn, chuyển động thẳng từ trên xuống. Động cơ thang máy có thể kéo hoặc hãm thang.
a) Ban đầu thang chuyển động nhanh dần không vận tốc đầu. Dùng định lý động năng tính công do động cơ thực hiện sau khi đi được quãng đường 5m và đạt vận tốc 18km/h.
b) Giai đoạn kế tiếp, thang máy chuyển động thẳng đều. Tính công suất của động cơ.
c) Cuối cùng, thang máy chuyển động chậm dần và dừng lại sau khi đi thêm quãng đường 2m. Dùng định lý động năng tính công của động cơ và lực tác dụng trung bình của động cơ lên thang trong giai đoạn này.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
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 = A F 1 → + A P 1 →
Mà Wđ1 = m . v 1 2 2 , Wđ0 = m . v 0 2 2 = 0 ;
A P 1 → = − P . s 1 = − m . g . s 1 ( A P → 1 < 0 )
Vì thang máy đi lên
⇒ A F 1 = m . v 1 2 2 + m . g . s 1 = 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 P → : F 2 → + P → = 0 . Công phát động của động cơ có độ lớn bằng công cản A F 2 → = − A P → với A P = − P . s 2 = − m . g . s 2
=> AF2 = mgs2 do đó công suất của động cơ thang máy trên đoạn đường s2 là:
℘ 2 = A F 2 t = m . g . s 2 t = m . g . v 2 = m . g . v 1 ⇒ ℘ 2 = 1000.10.5 = 50000 ( W ) = 50 ( k W ) .
c, Ngoại lực tác dụng lên thang máy là trọng lực P → và lực kéo F 3 → của động cơ.
Áp dụng định lí động năng ta có: Wđ3 – Wđ2 = AF3 + Ap’
Mà Wđ3 = m . v 3 2 2 = 0 ; Wđ2 = m v 2 2 2 (v2 = v1 = 5m/s); Ap = - Ps3 = - mgs3
Công của động cơ trên đoạn đường s3 là: AF3 = mgs3 - 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: F 3 ¯ = A F 3 s 3 = 37500 5 = 7500 N
\(a=\dfrac{v}{t}=\dfrac{2}{4}=0,5m/s^2\)
\(s=\dfrac{1}{2}at^2=\dfrac{1}{2}.0,5.4^2=4m\)
\(F-P=ma\Rightarrow F=P+ma=m\left(g+a\right)=800.\left(10+0,5\right)=8400N\)
\(P=\dfrac{Fs}{t}=\dfrac{8400.4}{4}=8400W\)
Gọi F là lực kéo của động cơ thang máy.
Ta có: F → + P → = m a → chọn chiều dương là chiều chuyển động ta có:
F – P = ma F = P + ma = m(g + a) = 1000( 10 + 2 ) = 12000N.
Trong 5s đầu, thang máy đi được:
h = a . t 2 2 = 2.5 2 2 = 25 ( m )
Vậy công của động cơ thang máy thực hiện trong 5s đầu là:
A = F . h = 300000J = 300kJ.
Thang máy chuyển động nhanh dần đều đi lên thì :
\(g'=g+a=9,8+2,5=12,3\) m/s2
Khi vận tốc thang máy bằng 0 thì cơ năng con lắc bằng thế năng. Do vậy, gia tốc tăng lên g' thì thế năng cũng tăng lỉ lệ tương ứng, mà động năng bằng 0 nên cơ năng cũng tăng tỉ lệ như vậy.
Ta có : \(\frac{W'}{W}=\frac{g'}{g}=\frac{12,3}{9,8}\)
\(\Rightarrow W'=\frac{12,3}{9,8}.150=188,3J\)
Gọi F là lực kéo của động cơ thang máy.
Ta có: F → + P → = m a → chọn chiều dương là chiều chuyển động ta có:
F − P = m a ⇒ F = P + m a = m g + a = 100 10 + 2 = 12000 N
Trong 5s đầu, thang máy đi được:
h = 1 2 a t 2 = 2 , 5 2 2 = 25 m
Vậy công của động cơ thang máy thực hiện trong 5s đầu là:
A = F . h = 300000 J = 300 k J .
Chọn đáp án D