Người công nhân kéo vật có trọng lượng 2200N lên cao
6m bằng hệ thống ròng rọc như hình bên, các ròng rọc giống như nhau, mất thời gian là 65 giây.
a) Bỏ qua ma sát và khối lượng của ròng rọc. Tính lực kéo?
b) Nhưng trong thực tế hiệu suất của hệ kéo trên chỉ đạt 85%. Tính khối lượng của ròng rọc (bỏ qua ma sát)
c) Tính công suất?
a) Để kéo vật có trọng lượng 2200N lên cao 6m, ta cần thực hiện công:
W = F*d = 2200N * 6m = 13200J
Vì bỏ qua ma sát và khối lượng của ròng rọc, nên công cơ học của hệ thống ròng rọc bằng công của vật.
W = F*d = 13200J
Từ đó, ta tính được lực kéo:
F = W/d = 13200J/6m = 2200N
b) Hiệu suất của hệ kéo là 85%, nghĩa là công cơ học thực hiện được chỉ bằng 85% công cơ điện tiêu thụ. Vậy công cơ điện tiêu thụ là:
Wd = Wc/η = 13200J/0.85 = 15529J
Công cơ điện tiêu thụ bằng tổng công cơ học của các ròng rọc:
Wd = n*Wrr
Với n là số ròng rọc và Wrr là công cơ học của một ròng rọc.
Từ đó, ta tính được khối lượng của một ròng rọc:
Wrr = Wd/n = 15529J/n
Vì bỏ qua ma sát, nên công cơ học của một ròng rọc bằng công của vật:
Wrr = F*d = 2200N * π*D
Trong đó, D là đường kính của ròng rọc.
Từ đó, ta tính được khối lượng của một ròng rọc:
Wrr = 2200N * π*D = 15529J/n
D = 15529J/(2200N*π*n)
Mặt khác, công của một ròng rọc bằng công của vật:
Wrr = F*d = 2200N * π*D
Từ đó, ta tính được khối lượng của một ròng rọc:
D = Wrr/(2200N*π) = 13200J/(2200N*π*n)
c) Công suất của hệ kéo là công cơ điện tiêu thụ chia thời gian thực hiện công:
P = Wd/t = 15529J/65s = 239W
