Dưới đây mình sẽ giải từng bài toán theo thứ tự bạn đưa ra.
---
**Bài 1:**
Một người kéo một thùng hàng bằng lực 150 N đi được quãng đường 5 m theo phương ngang.
- Công của lực kéo được tính theo công thức:
\( A = F \times s \times \cos\alpha \)
Trong đó:
\( F = 150 \, N \)
\( s = 5 \, m \)
Góc giữa lực và phương chuyển động là 0 độ (cùng phương, cùng chiều) nên: \(\cos 0^\circ = 1\).
=>
\( A = 150 \times 5 \times 1 = 750 \, J \).
**Đáp án:** Công do lực kéo thực hiện là 750 J.
---
**Bài 2:**
Một người kéo thùng hàng nặng 50 kg lên mặt phẳng nghiêng dài 4 m, cao 1 m. Lực kéo dọc theo mặt phẳng nghiêng là 150 N. Tính công của lực kéo.
- Công của lực kéo là:
\( A = F \times s \times \cos \alpha \)
Lực kéo cùng hướng với mặt phẳng nghiêng nên \(\alpha = 0^\circ\), \(\cos 0^\circ = 1\).
\( F = 150 \, N \),
\( s = 4 \, m \).
=>
\( A = 150 \times 4 = 600 \, J \).
**Đáp án:** Công của lực kéo là 600 J.
---
**Bài 3:**
Một vật khối lượng 5 kg được nâng lên cao 4 m bằng lực không đổi trong 8 giây.
a) Tính công của lực nâng vật.
- Trọng lượng vật:
\( P = mg = 5 \times 9,8 = 49 \, N \) (g≈9,8 m/s²)
- Độ cao: \( h = 4 \, m \)
- Công nâng vật chính là công của lực nâng, cân bằng trọng lực và nâng lên:
\( A = F \times s \times \cos \alpha \),
Nếu lực nâng vuông góc hoặc cùng chiều với chiều nâng, \(\cos \alpha = 1\).
- Lực nâng tối thiểu phải bằng trọng lực, nên ta tính công:
\( A = P \times h = 49 \times 4 = 196 \, J \).
b) Tính công suất của lực nâng đó.
- Công suất:
\( P = \frac{A}{t} = \frac{196}{8} = 24,5 \, W \).
c) Nếu vật thả rơi tự do từ độ cao 4 m, tính vận tốc ngay trước khi chạm đất (bỏ qua sức cản không khí).
- Sử dụng công thức động năng:
\( v = \sqrt{2gh} = \sqrt{2 \times 9,8 \times 4} = \sqrt{78,4} \approx 8,85 \, m/s \).
**Đáp án:**
a) Công nâng vật là 196 J.
b) Công suất là 24,5 W.
c) Vận tốc khi chạm đất là khoảng 8,85 m/s.
---
**Bài 4:**
Một vận động viên cử tạ nâng quả tạ 150 kg lên cao 1,5 m trong 4 giây, sau đó giữ tạ yên trong 6 giây.
a) Hỏi vận động viên thực hiện công cơ học trong khoảng thời gian nào? Giải thích.
- Công cơ học được thực hiện khi có lực làm vật chuyển động hoặc có chuyển dời theo phương lực.
- Khi nâng tạ lên cao (4 giây), có chuyển động, có công cơ học.
- Khi giữ tạ yên (6 giây), vật không chuyển động, công của lực bằng 0.
**Đáp án:** Vận động viên thực hiện công cơ học trong 4 giây nâng tạ lên, không thực hiện công trong 6 giây giữ tạ yên.
b) Ví dụ chuyển hóa động năng thành thế năng:
- Khi một vật được ném lên cao, lúc lên cao, động năng giảm dần và chuyển thành thế năng do trọng trường.
- Ví dụ: Một quả bóng ném lên cao, lúc đạt độ cao lớn nhất, động năng giảm còn 0, thế năng đạt cực đại.
---
**Bài 5:**
Quả bóng khối lượng 0,2 kg ném thẳng đứng lên với vận tốc ban đầu 10 m/s.
a) Tính động năng và thế năng tại vị trí ban đầu (độ cao = 0).
- Động năng:
\( W_d = \frac{1}{2} m v^2 = \frac{1}{2} \times 0,2 \times 10^2 = 0,1 \times 100 = 10 \, J \).
- Thế năng tại mặt đất:
\( W_t = mgh = 0,2 \times 9,8 \times 0 = 0 \, J \).
b) Tính độ cao cực đại.
- Dùng công thức:
\( v^2 = 2gh_{max} \Rightarrow h_{max} = \frac{v^2}{2g} = \frac{10^2}{2 \times 9,8} = \frac{100}{19,6} \approx 5,1 \, m \).
c) Tại vị trí có động năng bằng thế năng, độ cao bằng bao nhiêu?
- Khi \( W_d = W_t \), tức:
\( \frac{1}{2} m v^2 = m g h \Rightarrow \frac{1}{2} v^2 = g h \Rightarrow h = \frac{v^2}{2g} \).
- Nhưng vận tốc lúc này chưa phải vận tốc ban đầu, mà vận tốc giảm dần theo độ cao.
- Tổng năng lượng: \( E = W_d + W_t = \) hằng số = \( \frac{1}{2} m v_0^2 = 10 J \).
- Gọi độ cao tại đó là \( h \), ta có:
\( W_t = m g h \),
\( W_d = E - W_t = 10 - m g h \).
- Điều kiện:
\( W_d = W_t \Rightarrow 10 - m g h = m g h \Rightarrow 10 = 2 m g h \Rightarrow h = \frac{10}{2 \times 0,2 \times 9,8} = \frac{10}{3,92} \approx 2,55 \, m \).
**Đáp án:**
a) Động năng ban đầu 10 J, thế năng 0 J.
b) Độ cao cực đại ~ 5,1 m.
c) Độ cao khi động năng bằng thế năng là khoảng 2,55 m.
---
Nếu bạn cần mình giải thích thêm hoặc giúp phần nào chi tiết hơn, hãy cho mình biết nhé!