Bài 14.5: Vật A ở hình 14.2 có khối lượng 2kg. Hỏi lực kế chỉ bao nhiêu? Muốn vật A đi lên được 2cm, ta phải kéo lực kế đi xuống bao nhiêu cm?
Có hai cách giải:
Cách 1: Gọi trọng lượng của vật là P. Lực căng của sợi dây thứ nhất là \({P \over 2}\) . Lực căng của sợi dây thứ hai là \({P \over 4}\). Lực căng của sợi dây thứ ba sẽ là \({P \over 8}\). Vậy lực kéo của lò xo chỉ bằng \({P \over 8}\) (H.14.1G) . Vậy có khối lượng 2kg thì trọng lượng P = 20N. Do đó lực kế chỉ 2,5N
Như vậy ta được lợi 8 lần về lực (chỉ cần dùng lực kéo nhỏ hơn 8 lần so với khi kéo trực tiếp) thì phải thiệt 8 lần về đường đi, nghĩa là muốn kéo vật đi 2cm, tay kéo dây một đoạn dài hơn 8 lần, tức là kéo dây một đoạn 16cm.
Cách 2:
Muốn cho vật đi lên 2cm thì đầu dây thứ nhất phải đi lên 4cm, đầu dây thứ hai phải đi lên 8cm và đầu dây thứ ba phải đi lên 16cm. vậy tay phải kéo lực kế di chuyển 16cm. Như vậy đã thiệt về đường đi 8 lần thì sẽ được lợi về lực 8 lần. Thế nghĩa là lực kéo chỉ bằng \({1 \over 2}\) trọng lượng của vật. Vậy lực kéo chỉ là 2,5N.
Bài 14.6: Nối các ròng rọc động và ròng rọc cố định với nhau như thế nào để được hệ thống nâng vật nặng cho ta lợi về lực 4 lần, 6 lần?
– Bố trí một ròng rọc cố định và hai ròng rọc động như hình 14.2G.a sẽ được lợi 4 lần về lực.
– Bố trí ba ròng rọc cố định và ba ròng rọc động như hình 14.2Gb sẽ được lợi 6 lần về lực.
Bài 14.7: Người ta dùng một mặt phẳng nghiêng để kéo một vật có khối lượng 50kg lên cao 2m.
Advertisements (Quảng cáo)
a) Nếu không có ma sát thì lực kéo là 125N. Tính chiều dài của mặt phẳng nghiêng.
b) Thực tế có ma sát và lực kéo vật là 150N. Tính hiệu suất của mặt phẳng nghiêng.
Chú ý: Hiệu suất của mặt phẳng nghiêng là:
\(H = {{{A_1}} \over A}.100\% = {{Ph} \over {Fl}}.100\% \)
Trong đó :
P là trọng lượng của vật,
h là độ cao,
F là lực kéo vật theo phương mặt phẳng nghiêng,
Advertisements (Quảng cáo)
l là chiều dài mặt phẳng nghiêng.
a) Công của lực kéo trên mặt phẳng nghiêng:
A1 = F1
Công của lực kéo trực tiếp vật theo phương thẳng đứng:
A2 = p.h = 500.2 = 1 000J
Theo định luật về công: A1 = A2 ⇒ Fl = A2
\( \Rightarrow l = {{{A_2}} \over F} = {{1000} \over {125}} = 8m\)
b)
Công có ích: A1 = p.h = 500.2 = 1000J
Công toàn phần: A = f.l = 150.8 = 12000J
\(H = {{P.h} \over {Fl}}.100\% = {{500.2} \over {150.8}}.100\% \approx 83\% \)
Bài 14.8: Một người nâng một vật nặng lên cùng một độ cao bằng hai cách. Cách thứ nhất, kéo vật bằng một ròng rọc cố định (H.14.3a). Cách thứ hai kết hợp một ròng rọc cố định và một ròng rọc động (H.14.3B). Nếu bỏ qua trọng lượng của ma sát và ròng rọc thì:
A. công thực hiện ở hai cách đều bằng nhau
B. công thực hiện ở cách thứ nhất lớn hơn vì lực kéo bằng trọng lượng của vật
C. công thực hiện ở cách thứ hai lớn hơn vì phải kéo dây dài hơn
D. công thực hiện ở cách thứ hai nhỏ hơn vì phải kéo nhỏ hơn trọng lượng của vật
=> Chọn A. công thực hiện ở hai cách đều bằng nhau
