Chia sẻ những tip thiết thực

Định luật về công và các dạng bài tập có lời giải cực hay

0

Trong bài viết dưới đây, THPT CHUYÊN LÂM SƠN giải chi tiết từ A – Z cho các bạn tham khảo.

Luật Công cộng

Không có một cỗ máy đơn giản nào mang lại cho chúng ta lợi thế trong công việc. Về mặt lực lượng được bao nhiêu lần, về đường đi thì thua bao nhiêu lần và ngược lại.

Thực tế trong các máy đơn giản luôn có ma sát nên phải có công để thắng ma sát và nâng vật lên. Công việc này được gọi là tổng công việc. Công việc nâng vật là công việc có ích. Công việc để vượt qua ma sát là công việc lãng phí.

Tổng công việc = công việc hữu ích + công việc lãng phí

Tỷ số giữa công và công được gọi là hiệu suất của máy và được ký hiệu là H.

H = Ađầu tiên/MỘT2.100%

Trong đó:

  • MỘTđầu tiên là công việc hữu ích
  • MỘT2 là công việc đầy đủ

Công việc càng ít lãng phí, máy càng hoạt động hiệu quả

Các loại máy cơ đơn giản thông dụng

Ròng rọc cố định: Chỉ thay đổi phương của lực, không làm thay đổi độ lớn của lực.

house-luat-ve-cong

Ròng rọc động: Khi dùng ròng rọc động ta được lực gấp đôi và công mất đi hai lần.

Dinh-luat-ve-cong-1

Mặt phẳng nghiêng: Lợi về lực, thua về đường đi.

Palace-luat-ve-cong-2

Đòn bẩy: Được lực, bị mất khi đi hoặc ngược lại.

Palace-luat-ve-cong-3

Bài tập vận dụng quy luật công việc

Ví dụ 1: Một quả nặng được nâng lên độ cao h bằng hai cách:

Cách 1: Kéo thẳng vật lên theo phương thẳng đứng.

Cách 2: Kéo vật dọc theo mặt phẳng nghiêng có chiều dài gấp đôi chiều cao h. Bỏ qua ma sát trong mặt phẳng nghiêng. So sánh công việc đã làm theo hai cách. Câu nào dưới đây đúng?

A. Công làm theo cách 2 lớn hơn vì cách đi lớn gấp đôi.

B. Công thực hiện 2 chiều nhỏ hơn vì lực cản tác dụng lên mặt phẳng nghiêng nhỏ hơn.

C. Công thực hiện theo cách 1 vì lực kéo về lớn hơn.

D. Công được thực hiện ở cả hai cách là như nhau.

Câu trả lời

Chọn đáp án D: Không có máy móc đơn giản nào có lợi cho ta về mặt công việc, ta được lực gấp bao nhiêu lần thì ta mất đi bao nhiêu lần về phương diện và ngược lại.

Phương pháp 1: được trên đường, mất về lực.

Cách 2: được về lực lượng, thua về đường đi.

Ví dụ 2: Kéo đều hai thùng hàng, mỗi thùng hàng có trọng lượng 500N lên sàn ô tô cách mặt đất 1m bằng một tấm ván nghiêng (ma sát không đáng kể). Kéo thùng thứ nhất, sử dụng một tấm ván dài 4m. Kéo thùng thứ hai, dùng một tấm ván dài 2m.

Hỏi:

Một. Trong những trường hợp nào thì người ta kéo với lực nhỏ hơn và nhỏ hơn bao nhiêu lần?

b. Trường hợp nào mất nhiều công hơn?

C. Tính công khi kéo thùng hàng dọc theo mặt phẳng nghiêng trên sàn ô tô.

Câu trả lời:

Một. Trường hợp thứ nhất: lực kéo nhỏ hơn 2 lần.

b. Trong cả hai trường hợp, công do lực kéo thực hiện là bằng nhau.

C. Vì không có ma sát nên công của lực cản lên mặt phẳng nghiêng cũng bằng công của lực nâng vật trực tiếp trên sàn ô tô là:

A = FS = Ph = 500,1 = 500J.

Ví dụ 3: Để nâng một vật có trọng lượng P = 420N lên theo phương thẳng đứng bằng một ròng rọc chuyển động, người ta phải kéo đầu dây đi một đoạn 8m. Bỏ qua ma sát.

Một. Tính lực kéo và độ cao nâng vật lên.

b. Tính công nâng vật.

Câu trả lời:

Một. Khi kéo một vật lên bằng ròng rọc động thì lực kéo chỉ bằng một nửa trọng lượng của vật, đó là:

F = P / 2 = 420/2 = 210N

Dùng ròng rọc lực để thu được lực gấp đôi nhưng mất đi hai lần quãng đường thì độ cao thực của vật bằng một nửa quãng đường mà ròng rọc đi được, đó là:

h = 8: 2 = 4 m

b. Công nâng vật là: A = Ph = 420,4 = 1680J.

Ví dụ 4: Một tấm ván được dùng để kéo một chiếc hộp có khối lượng 60 kg lên một chiếc ô tô tải. Sàn xe tải cao 0,8m, ván dài 2,5m, lực kéo 300N. Tính lực ma sát giữa đáy hộp và tấm ván. Tính hiệu suất của mặt phẳng nghiêng.

Câu trả lời:

Khối lượng 60 kg nghĩa là khối lượng bằng:

P = 10.m = 10.60 = 600N.

Công do lực kéo vật lên mặt phẳng nghiêng là:

A = Fl = 300.2,5 = 750J.

Công do lực trực tiếp kéo vật theo phương thẳng đứng là:

MỘTđầu tiên = P. h = 600N.0,8m = 480J.

Công của lực ma sát giữa đáy hộp và tấm ván là:

MỘTFms = A – Ađầu tiên = 750 – 480 = 270J.

Mặt khác: AFms = Fbệnh đa xơ cứng.s = Fbệnh đa xơ cứng.l (vì s = l).

Lực ma sát giữa đáy hộp và tấm ván là: Fms = 270 / 2,5 = 108N.

Hiệu suất của mặt phẳng nghiêng là:

H = Ađầu tiên/A.100% = 480 / 750.100% = 64%

Ví dụ 5: Để nâng một vật có trọng lượng P = 500N lên bằng ròng rọc chuyển động thì phải kéo sợi dây đi được quãng đường 8m. Lực kéo vật, độ cao nâng vật và công nâng vật?

Câu trả lời

Chúng ta có:

Khi dùng ròng rọc chuyển động thì ta được lực gấp 2 lần và giảm được quãng đường đi 2 lần.

Chúng tôi suy luận:

Lực kéo của vật: F = P / 2 = 500/2 = 250 N

Gọi h là độ cao nâng vật, s = 8 m, ta có: s = 2h → h = s / 2 = 8/2 = 4 m

Công nâng vật là: A = Fs = Ph = 500,4 = 2000J

Hi vọng với những thông tin mà chúng tôi vừa chia sẻ có thể giúp các bạn nắm được quy luật lao động và vận dụng vào bài tập của mình. Hãy thường xuyên theo dõi https://thptchuyenlamson.vn/ để được chia sẻ những kiến ​​thức bổ ích về Toán, Lý, Hóa, ..

Xem thêm nhiều bài viết hay về Hỏi Đáp Vật Lý

Trích Nguồn : Thpt chuyen lam son

Leave a comment