Một búa máy có khối lượng 500kg rơi từ độ cao 2m và đóng vào cọc , làm cọc ngập thêm vào đất 0,1m. Lúc đóng cọc lực tác dụng trung bình bằng 80000N. Tính hiệu suất của máy. Lấy g=10m/s2
Búa máy khối lượng 500kg rơi từ độ cao 2m đóng vào cọc làm cọc lún thêm vào đất 0,1m. Lực đống cọc trung bình là 8 . 10 4 N . Lấy g = 10 m / s 2 . Hiệu suất của búa máy là
A. 50%
B. 60%
C. 70%
D. 80%
Chọn đáp án D
Công của búa máy chính là phần thế năng tích trữ tại một độ cao nhất định, (mốc thế năng tại mặt đất):
A 1 = m g h
Công làm lún cọc thêm vào đất: A 2 = F . s
Hiệu suất: H = A 2 A 1 .100 = F . s m g h .100 = 8.10 4 .0 , 1 500.10.2 .100 = 80 %
Một búa máy có khối lượng 500kg rơi từ độ cao 2m vào một cọc bê tông, làm cọc ngập sau vào đất 0,1m. Tính lực cản của đất vào cọc.
\(W_t=mgh=5000.2=10000\left(J\right)\)
\(W_t=F_c.s=10000\Rightarrow F_c=\dfrac{10000}{0,1}=10^5\left(N\right)\)
1. Độ lớn lực cản của đất vào cọc:
−Ac=mgh⇔Fc.s=mgh⇒Fc=mghs=500.10.20,1=10000N
Ap=mgh=|Ac|
Để đóng một cái cọc có khối lượng m1 = 10kg xuống nền đất người ta dung một búa máy. Khi hoạt động, nhờ có một động cơ công suất ℘ = 1 , 75 k W , sau 5s búa máy nâng vật nặng khối lượng m2 = 50kg lên đến độ cao h0 = 7m so với đầu cọc, và sau đó thả rơi xuống nện vào đầu cọc. Mỗi lần nện vào đầu cọc vật nặng nảy lên h = 1m. Biết khi va chạm, 20% cơ năng ban đầu biến thành nhiệt và làm biến dạng các vật. Hãy tính:
a. Động năng vật nặng truyền cho cọc.
b. Lực cản trung bình của đất.
c. Hiệu suất của động cơ búa máy. Lấy g =10m/s2.
a. Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng ta có: Wt2 = Q + Wđ1 + Wđ’2
Sau đó động năng W’đ2 của vật nặng lại chuyển động thành thế năng W’t2 khi nó nảy lên độ cao h: Wđ’2 = W’t2
Từ đó động năng Wđ1 vật nặng truyền cho cọc:
Wđ1 = Wt2 – Q – W’t2
Theo bài ra: Wt2 = m2gh0; W’t2 = m2gh;
Q = 0,2 Wđ2 = 0,2Wt2 = 0,2 m2 gh0;
Wđ1 = m2g (h0 – 0,2h0 – h).
Mà m2 = 50kg; g = 10m/s2; h0 = 7m; h = 1m Wđ1 = 2300J
b. Theo định luật bảo toàn năng lượng, khi cọc lún xuống, động năng Wđ1 và thế năng Wt1 của nó giảm (chọn mốc thế năng tại vị trí ban đầu), biến thành nội năng của cọc và đất (nhiệt và biến dạng), độ tăng nội năng này lại bằng công Ac của lực cản của đất;
Ta có: Wđ1 + Wt1 = Ac.
Theo đề bài ta có: Wđ1 = 2300J; Wt1 = m1g.s;
Ac = Fc . s (Fc là lực cản trung bình của đất), với s = 10cm = 0,1m.
Fc = 23100N.
c. Hiệu suất của động cơ: H = A c i A t p
Công có ích Acó ích của động cơ là công kéo vật nặng m2 lên độ cao h0 = 7m kể từ đầu cọc, công này biến thành thế năng Wt2 của vật nặng:
Acó ích = m2gh0. Công toàn phần của động cơ tính bằng công thức:
At phần = ℘ . t, với ℘ = 1,75kW = 1750W.
T = 5s. H = 40%.
Một búa máy có khối lượng M = 400 kg thả rơi tự do từ độ cao 5m xuống đất đóng vào một cọc bê tông có khối lượng m2 = 100kg trên mặt đất làm cọc lún sâu vào trong đất 5 cm. Coi va chạm giữa búa và cọc là va chạm mềm. Cho g = 10 m/s2, bỏ qua lực cản của không khí. Tính lực cản coi như không đổi của đất.
A. 318500 N
B. 320500N
C. 154360 N
D. 325000 N
Đáp án D
- Vận tốc của búa máy ngay trước khi va chạm là:
- Áp dụng định luật bảo toàn động lượng của hệ khi va chạm mềm
- Chọn mốc thế năng tại vị trí va chạm
Khi hệ chuyển động lún sâu vào đất có lực cản tác dụng nên độ biến thiên cơ năng bằng công lực cản của đất tác dụng
Cơ năng của hệ vật lúc bắt đầu (ngay sau va chạm)
Cơ năng của hệ vật sau khi lún sâu vào đất 5cm là
Do vật chịu tác dụng thêm lực cản cơ năng của vật sẽ biến đổi. Công của các lực cản bằng độ biến thiên của cơ năng.
<=> Fc=325000 N
Một búa máy khối lượng m1=1,5 tấn được thả rơi từ độ cao h=2m xuống đầu một cọc khối lượng m2=400kg. Coi va chạm giữa búa và cọc không đàn hồi, xác định hiệu suất của búa và lực cản của đất, biết rằng mỗi lần đóng cọc lún xuống đất 4cm.
ĐS: η=79% ; Rcản đất= -592000N.
Một máy đóng cọc có quả nặng khối lượng 1000kg rơi từ độ cao 5m đến đập vào cọc móng. Cho biết khi va chạm búa máy đã truyền 80% công của nó cho cọc. Lực cản của đất đối với cọc là 10000N. Mỗi lần đóng, cọc bị đóng sâu vào đất bao nhiêu?
A. 1m
B. 80cm
C. 50cm
D. 40cm
D
Công của búa truyền cho cọc: A = 80%.10m.h = 0,8.1000.5 = 4000J
Cọc bị đóng sâu vào đất là d = A/F = 4000/10000 = 0,4m
Một máy đóng cọc có quả nặng khối lượng 200kg rơi từ độ cao 5m đến đập vào cọc móng, sau đó cọc bị đóng sâu vào đất 50cm. Cho biết khi va chạm, búa máy đã truyền 80% công của nó cho cọc. Lực cản của đất đối với cọc là:
A. 2000N.
B. 16000N
C. 1562,5N.
D. 16625N
B
Công búa máy đã truyền cho cọc: A = 80%. 10m.h = 0,8.200.10.5 = 8000J
Lực cản của đất đối với cọc là: F = A/s = 8000/0,5 = 16000N
Một máy đóng cọc có quả nặng khối lượng l00kg rơi từ độ cao 5m đến đập vào cọc móng, sau đó cọc bị đóng sâu vào đất 40cm. Cho biết khi va chạm búa máy đã truyền 80% công của nó cho cọc. Lực cản của đất đối với cọc là:
Cơ nặng của quả nặng trước khi chạm cọc đó là :
\(W=P.h=10mh=1000.5=5000J.\)
Cơ năng máy đã truyền cho cọc là :
\(A=0,8W=0,8.5000=4000J.\)
Lực cản của đất đối với cọc là :
\(F=\dfrac{A}{s}=\dfrac{4000}{0,4}=10000N.\)
Một máy đóng cọc có quả nặng khối lượng 100kg rơi từ độ cao 5m đến đập vào cọc móng, sau đổ cọc bị đóng sâu vào đất 40cm. Cho biết khi va chạm búa máy đã truyền 80% công của nó cho cọc. Lực cản của đất đối với cọc là:
A. 1000N.
B. 10000N.
C. 1562,5N.
D. 15625N.
B
Cơ năng của quả nặng trước khi chạm cọc: W = Ph = 10mh = 1000.5 = 5000J.
Cơ năng máy đã truyền cho cọc: A = 0,8W = 0,8.5000 = 4000J
Lực cản của đât đổi với cọc là F= A/s = 4000/0,4 = 10000N