Một người dắt một cái xe đạp từ sân lên trên thềm nhà cao 1m theo hai con dốc nghiêng. Dốc nghiêng thứ nhất dài 2m, dốc nghiêng thứ hai dài 4m. Biết khối lượng của xe đạp là 20kg. Bỏ qua ma sát. Tính lực và công dắt xe lên ở trên mỗi dốc nghiêng?
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Tóm tắt
\(h=1m\)
\(s_1=2m\)
\(s_2=4m\)
\(m=20kg\)
__________
\(F_1=?\)
\(A_{ }=?\)
\(F_2=?\)
Giải
Vì bỏ qua ma sát nên công ở các trường hợp bằng nhau.
Công khi kéo vật lên trực tiếp là:
\(A=P.h=\left(10.m\right).h=\left(10.20\right)1=200\left(J\right)\)
Lực kéo xe lên ở con dốc thứ nhất là:
\(A=F_1.s_1\Rightarrow F_1=\dfrac{A}{s_1}=\dfrac{200}{2}=100\left(N\right)\)
Lực kéo xe lên ở con dốc thứ hai là:
\(A=F_2.s_2\Rightarrow F_2=\dfrac{A}{s_2}=\dfrac{200}{4}=50\left(N\right)\)
Lời giải
Do bỏ qua ma sát => Công tối thiểu người này cần thực hiện để lên dốc bằng công của trọng lực
A P = m g h
Bài toán cho biết bỏ qua ma sát nên ta áp dụng công thức: Công = Lực x Đường đi x cos(𝜽)
Trong đó:
Lực: lực tác dụng trên đạp xe bằng trọng lượng người cầm lái và xe đạp, công thức tính lực là L = m.g (m là khối lượng, g là gia tốc trọng trường)Đường đi: chiều dài đoạn đường𝜽: góc nghiêng của đoạn đườngĐể đạt được công đạp xe lên đoạn đường dài 40m với góc nghiêng 20°, công cần thực hiện bằng công trọng lực:
Công = m.g.40.cos(20°)
Để thực hiện công như vậy trên đoạn đường có góc nghiêng là 30°, ta cần tìm độ dài đoạn đường tương ứng.
Theo công thức trên:
Công = m.g.đường đi.cos(30°)
Vì công đạp xe cần thực hiện bằng công trọng lực giữa hai đoạn đường là như nhau, nên ta có:
m.g.40.cos(20°) = m.g.đường đi.cos(30°)
Đơn giản hóa phương trình:
đường đi = 40.cos(20°)/cos(30°)
đường đi ≈ 27,4m
Vậy đáp án là B. 27,4m.
a, Trọng lượng của người và xe là
\(P=10m=80.10=800N\)
Công của lực là
\(A=F.s=800.40=32,000\left(J\right)\)
b, Công của lực ma sát là
\(A_{ms}=P.h=F.h=80.5=400\left(N\right)\)
Công toàn phần mà người đó thực hiện đươc là
\(A_{tp}=A_{ms}+A=400+32,000=32,400\left(N\right)\)
Fkéo = Pcos30 + Fms = mgcos30 + Fms
Fkéo = 100.10.0,5 +10 = 510N
A= F.s = 510.10 = 5100J
Người và xe có khối lượng m = 60kg nghĩa là trọng lượng bằng:
P = 10.m = 10.60 = 600N.
Công hao phí do lực ma sát sinh ra là:
A1 = Fms.s = 20.40 = 800J
Công có ích là: A2 = P.h = 600.5 = 3000J
Công của người sinh ra bao gồm công để thắng được lực ma sát và công đưa người lên cao:
A = A1 + A2 = 800J + 3000J = 3800J
a. Ta có
sin α = 1 2 ; cos α = 3 2
Công của trọng lực
A P = P x . s = P sin α . s = m g sin α . s A P = 2.10. 1 2 .2 = 20 ( J )
Công của lực ma sát
A f m s = − f m s . s = − μ N . s = − μ . m g cos α . s A f m s = − 1 3 .2.10. 3 2 .2 = − 20 ( J )
b. Áp dụng định lý động năng
A = W d B − W d A ⇒ A P → + A f → m s = 1 2 m v B 2 − 1 2 m v A 2 ⇒ 20 − 20 = 1 2 .2 v B 2 − 1 2 .2.2 2 ⇒ v B = 2 ( m / s )
c. Áp dụng định lý động năng
A = W d C − W d B ⇒ A f → m s = 1 2 m v C 2 − 1 2 m v B 2
Công của lực ma sát
A f m s = − f m s . s = − μ N . s = − μ . m g . s / = − μ .2.10.2 = − μ 40 ( J )
Dừng lại
v C = 0 ( m / s ) ⇒ − μ 40 = 0 − 1 2 .2.2 2 ⇒ μ = 0 , 1
Công ma sát xe đạp đi được là
\(A_{ms}=F.s=10m.s=20.37,5=750\left(J\right)\)
Công có ích xe đạp đi được
\(A_i=P.h=600.5=3000J\)
Công toàn phần gây ra
\(A_{tp}=A_i+A_{ms}=3000+750=3750\left(J\right)\)
Hiệu suất là
\(H=\dfrac{A_i}{A_{tp}}.100\%=\dfrac{3000}{3750}.100\%=80\%\)
giải
lực để dắt xe lên mỗi dốc nghiêng là P=F=10.m=10.20=200(N)
công của lực để dắt xe lên dốc nghiêng thứ nhất là
\(A1=P.h1=200.2=400\left(J\right)\)
công của lực để dắt xe lên dốc nghiêng thứ hai là
\(A2=P.h2=200.4=800\left(J\right)\)
vậy.............