Câu 8. Một học sinh dùng ròng rọc cố định để kéo đều một xô nước khối lượng 20 kg từ giếng sâu 10 m lên. Lực ma sát trên trục ròng rọc làm hao phí 100 J trong quá trình kéo. Hãy tính công có ích, công...

Cho bài toán: - Khối lượng xô nước: m = 20 kg - Chiều cao kéo lên: h = 10 m - Công hao phí do ma sát: A_h = 100 J - Thời gian kéo: t = 20 s --- **1. Tính công có ích (A_có_ích):** Công có ích là công lực kéo dùng để nâng xô nước lên độ cao h, tức là công trọng lực: \[ A_{có ích} = W = mgh \] Lấy \(g = 9,8 \, m/s^2\): \[ A_{có ích} = 20 \times 9,8 \times 10 = 1960 \, J \] --- **2. Tính công toàn phần (A_toàn phần):** Công toàn phần là tổng công lực kéo thực hiện, bao gồm cả công có ích và công hao phí: \[ A_{toàn phần} = A_{có ích} + A_h = 1960 + 100 = 2060 \, J \] --- **3. Công hao phí (A_h):** Đã cho \(A_h = 100 J\). --- **4. Hiệu suất (η):** Hiệu suất là tỉ số giữa công có ích và công toàn phần: \[ \eta = \frac{A_{có ích}}{A_{toàn phần}} = \frac{1960}{2060} \approx 0,951 = 95,1\% \] --- **5. Công suất của học sinh (P):** Công suất là công thực hiện trên đơn vị thời gian, ở đây là công toàn phần trong thời gian 20 s: \[ P = \frac{A_{toàn phần}}{t} = \frac{2060}{20} = 103 \, W \] --- **Kết luận:** - Công có ích: 1960 J - Công toàn phần: 2060 J - Công hao phí: 100 J - Hiệu suất: 95,1% - Công suất của học sinh: 103 W