Câu 14.a, 14.b phần bài tập bổ sung – Trang 66 Vở bài tập Vật lí 8

Để kéo một vật nặng lên cao, người ta dùng một hệ thống ròng rọc như hình 14.1. Vật nặng có trọng lượng là P. Coi khối lượng của ròng rọc không đáng kể và bỏ qua ma sát. Để kéo vật lên với vận tốc không đổi, cần một lực F bằng:

A. P.           B. P/3.           C. P/2.        D. P/4.

Phương pháp giải:

Định luật về công: Không một máy cơ đơn giản nào cho ta lợi về công. Được lợi bao nhiêu lần về lực thì thiệt bấy nhiêu lần về đường đi và ngược lại.

Lời giải chi tiết:

Ròng rọc động là một máy cơ đơn giản, tuân theo định luật về công: Không một máy cơ đơn giản nào cho ta lợi về công. Được lợi bao nhiêu lần về lực thì thiệt bấy nhiêu lần về đường đi và ngược lại.

Để đưa vật đi lên được 1 đoạn h thì lực F phải kéo dây di chuyển 1 đoạn là 2h, tức là thiệt 2 lần về đường đi nên ta được lợi 2 lần về lực.

Do đó: F = P/2.

Người ta kê một tấm ván để kéo một cái hòm khối lượng 60kg lên một xe tải. Sàn xe tải cao 0,8m, tấm ván dài 2,5m, lực kéo bằng 300N. Tính lực ma sát giữa đáy hòm và mặt ván. Tính hiệu suất của mặt phẳng nghiêng.

Phương pháp giải:

Công cơ học \(A=F.s\), trong đó F là lực tác dụng lên vật, s là quãng đường vật dịch chuyển.

Hiệu suất của máy cơ đơn giản: \(H = \dfrac{{{A_i}}}{{{A_{tp}}}}\) trong đó A_i là công có ích, A_tp là công toàn phần.

Lời giải chi tiết:

Trọng lượng của cái hòm là: \(P = 10.m = 10.60 = 600N.\)

Công của lực kéo trực tiếp hòm theo phương thẳng đứng là:

A₁ = P. h = 600.0,8 = 480J.

Công của lực kéo hòm lên theo mặt phẳng nghiêng là:

A₂ = F.s = 300.2,5 = 750J.

Công của lực ma sát giữa đáy hòm và mặt ván là:

A_Fms = A₂ – A₁ = 750 – 480 = 270J.

Suy ra lực ma sát giữa đáy hòm và mặt ván là:

\({F_{ms}} = \dfrac{A}{s} = \dfrac{{270}}{{2,5}} = 108N\)

Hiệu suất của mặt phẳng nghiêng là:

\(H = \dfrac{{{A_1}}}{{{A_2}}}.100\%  = \dfrac{{480}}{{750}}.100\%  = 64\% \)