Câu 14. (Sách BT KNTT). Trên công trường xây dựng, một người thợ sử dụng động cơ…
khối gạch nặng 85 kg lên độ cao 10,7 m trong thời gian 23,2 s. Giả thiết khối gạch chuyển động đều. Lấy
g 9,8 m / s2 . Công suất tối thiểu của động cơ bằng A. 39,2 W.B. 384,2 W.C. 292,0 W.D. 768,4 W.
Câu 15. (KTĐK Chuyên QH Huế). Một ôtô có khối lượng m 4 tấn đang chuyển động đều trên đường
thẳng nằm ngang với vận tốc 10 m / s. Công suất của động cơ ôtô là 20 kW. Lấy g 10 m / s2 . Hệ số ma
sát giữa bánh xe và mặt đường có giá trị là A. 0,50 . B. 0,1 .C. 0,05 . D. 0,02
Chúng ta bắt đầu với câu 14.
Câu 14.
Đề bài cho biết:
– Khối lượng khối gạch: m = 85 kg.
– Độ cao khối gạch được kéo lên: h = 10,7 m.
– Thời gian kéo: t = 23,2 s.
– Khối gạch chuyển động đều.
– Gia tốc trọng trường: g = 9,8 m/s².
Chúng ta cần tìm công suất tối thiểu của động cơ.
Để giải bài tập này, chúng ta sẽ đi qua các bước sau:
Bước 1: Xác định lực tác dụng lên khối gạch.
Vì khối gạch chuyển động đều, nên hợp lực tác dụng lên nó bằng 0.
Động cơ kéo khối gạch lên, vậy có lực căng T của dây do động cơ tạo ra.
Khối gạch có trọng lượng P hướng xuống.
Vì chuyển động đều, lực T cân bằng với trọng lượng P.
Ta có: P = m * g
P = 85 kg * 9,8 m/s² = 833 N.
Vậy, lực kéo của động cơ là T = P = 833 N.
Bước 2: Tính công thực hiện bởi động cơ.
Công của lực kéo được tính bằng công thức: A = F s cos(anpha)
Trong đó:
– F là lực kéo (chính là T).
– s là quãng đường di chuyển (chính là độ cao h).
– anpha là góc giữa lực kéo và phương dịch chuyển.
Ở đây, lực kéo hướng lên và khối gạch di chuyển lên theo phương thẳng đứng, nên góc anpha = 0 độ, cos(0) = 1.
Vậy công của lực kéo là: A = T * h
A = 833 N * 10,7 m = 8903,1 J.
Bước 3: Tính công suất của động cơ.
Công suất được định nghĩa là công thực hiện trong một đơn vị thời gian.
Công thức tính công suất trung bình là: P = A / t
Trong đó:
– A là công thực hiện.
– t là thời gian thực hiện công.
Vì khối gạch chuyển động đều, công suất tức thời tại mỗi thời điểm là không đổi và bằng công suất trung bình. Do đó, công suất tối thiểu của động cơ chính là công suất này.
P = 8903,1 J / 23,2 s
P ≈ 383,75 W.
Chúng ta xem xét các đáp án:
A. 39,2 W.
B. 384,2 W.
C. 292,0 W.
D. 768,4 W.
Giá trị chúng ta tính được là khoảng 383,75 W, rất gần với đáp án B.
Vậy đáp án đúng cho câu 14 là B. 384,2 W.
Tiếp theo, chúng ta sang câu 15.
Câu 15.
Đề bài cho biết:
– Khối lượng ô tô: m = 4 tấn = 4000 kg.
– Vận tốc ô tô: v = 10 m/s (chuyển động đều).
– Công suất động cơ: P = 20 kW = 20000 W.
– Gia tốc trọng trường: g = 10 m/s².
Chúng ta cần tìm hệ số ma sát giữa bánh xe và mặt đường.
Các bước giải:
Bước 1: Xác định các lực tác dụng lên ô tô.
Ô tô chuyển động trên đường thẳng nằm ngang.
– Trọng lực P hướng xuống: P = m * g.
– Phản lực N của mặt đường hướng lên.
– Lực ma sát fms hướng ngược chiều chuyển động.
– Lực kéo F của động cơ hướng theo chiều chuyển động.
Bước 2: Áp dụng điều kiện chuyển động đều.
Vì ô tô chuyển động đều, hợp lực tác dụng lên ô tô bằng 0.
Theo phương thẳng đứng: N – P = 0 => N = P = m * g.
Theo phương ngang: F – fms = 0 => F = fms.
Bước 3: Tính lực ma sát dựa vào công suất động cơ.
Công suất của động cơ được tính bằng công thức: P = F * v
Ở đây, P là công suất, F là lực kéo của động cơ, và v là vận tốc.
Ta có: F = P / v
F = 20000 W / 10 m/s = 2000 N.
Bước 4: Tìm hệ số ma sát.
Từ Bước 2, ta có lực kéo F bằng lực ma sát fms.
Vậy, fms = 2000 N.
Lực ma sát trượt được tính theo công thức: fms = µ * N
Trong đó:
– µ là hệ số ma sát.
– N là phản lực của mặt đường.
Ta đã có N = m g = 4000 kg 10 m/s² = 40000 N.
Suy ra: µ = fms / N
µ = 2000 N / 40000 N = 0,05.
Chúng ta xem xét các đáp án:
A. 0,50.
B. 0,1.
C. 0,05.
D. 0,02.
Giá trị chúng ta tính được là 0,05, trùng với đáp án C.
Vậy đáp án đúng cho câu 15 là C. 0,05.
Các em xem lại bài giải, có chỗ nào chưa hiểu thì hỏi thầy nhé.