Để đưa 1 vật có khối lượng m = 300kg lên độ cao 15m người ta sử dụng 1 trong 2 cách sau:
a, Dùng hệ thống gồm 1 ròng rọc cố định và 1 ròng rọc động. Lúc nay lực kéo dây để nâng vật là F1 = 1800N. Hãy tính:
+ Hiệu suất của hệ thống.
+ Tính khối lượng của ròng rọc động. Biết hao phí để nâng ròng rọc động bằng 1/3 hao phí tổng cộng.
b, Dùng mặt phẳng nghiêng có chiều dài l = 20m. Lực kéo vật lúc này là F2 = 2500N. Tính lực ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng, hiệu suất của mặt phẳng nghiêng.
Trọng lượng của vật :
\(P=10m=300.1=3000N\)
Dùng ròng rọc nên thiệt 2 lần về đường đi
\(\Rightarrow s=2h=15.2=30m\)
Công có ích là
\(A_{ci}=P.h=3000.15=45,000J\)
Công toàn phần nâng vật
\(A_{tp}=F.s=3000.30=90,000\left(J\right)\)
Hiệu suất là
\(H=\dfrac{A_{ci}}{A_{tp}}.100\%=\dfrac{45000}{90,000}.100\%=50\%\)
Công hao phí để thắng lực ma sát là
\(A_{ms}=A_{tp}-A_{ci}=90,000-45,000=45,000\left(J\right)\)
Công hao phí để nâng ròng rọc là
\(45,000.\dfrac{1}{3}=15,000\left(J\right)\)
Trọng lượng ròng rọc là
\(P=\dfrac{15000}{10}=1500\left(N\right)\)
Khối lượng của nó là
\(m=\dfrac{P}{10}=\dfrac{1500}{10}=150\left(kg\right)\)
Công để nâng vật lên khi dùng mp nghiêng là
\(A_{tp}=F.l=2500.20=50,000\left(J\right)\)
Lực ma sát giữa vật và mp nghiêng là
\(F_{ms}=\dfrac{A_{tp}-A_{ci}}{s}=\dfrac{50,000-45,000}{20}=250\left(N\right)\)
Hiệu suất là :
\(H=\dfrac{A_{ci}}{A_{tp}}.100\%=\) \(\dfrac{45,000}{50,000}.100\%=90\%\)
