Chọn A

Ròng rọc cố định có tác dụng làm thay đổi hướng của lực kéo so với khi kéo trực tiếp chứ không có tác dụng làm giảm lực nâng.

Đáp án: B

- Công có ích để nâng vật lên độ cao 10m:

    A 1  = 10.m.h = 10.250.10 = 25000 (J)

- Khi dùng hệ thống ròng rọc trên thì khi vật lên cao một đoạn h thì phải kéo dây một đoạn S = 2h. Do đó công dùng để kéo vật:

   A = F 1 . S = F 1 . 2 h = 1500.2.10 = 30000(J)

- Hiệu suất của hệ thống:

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  :

\(H=\dfrac{A_{ci}}{A_{tp}}.100\%=\) \(\dfrac{45,000}{50,000}.100\%=90\%\)

Cách 1)

Công có ích tác dụng lên vật là

\(A_i=P.h=10m.h=10.200.10=20,000\left(J\right)\) 

Công toàn phần kéo

\(A_{tp}=\dfrac{A_i}{H}.100\%=\dfrac{20,000}{83,33\%}.100\%=24,000\left(J\right)\)  

Do dùng ròng rọc động nên sẽ thiệt 2 lần về đường đi nên độ dài qđ vật di chuyển là

\(s=2h=2.10=20m\) 

Lực kéo

\(F=\dfrac{A_{tp}}{s}=\dfrac{24000}{20}=1200\left(N\right)\) 

Cách 2)

Công tp kéo lúc này là

\(A_2=F_2.l=1900.12=22800J\) 

Công có ích kéo là (đã tính ở cách 1) 

Độ lớn lực ma sát giữa vật mà mpn là

\(F_{ms}=\dfrac{A_{hp}}{l}=\dfrac{22800-20,000}{12}=233.\left(3\right)\left(N\right)\) 

Hiệu suất là

\(H=\dfrac{A_1}{A_2}.100\%=\dfrac{20000}{22800}.100\%=87,7\%\) 

Công suất kéo là

\(P=F_2.v=1900.2=3800\left(W\right)\)

a)Cách 1:

Dùng 1 ròng rọc động cho ta lợi hai lần về lực và thiệt hai lần về đường đi.

\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}F=\dfrac{1}{2}P=\dfrac{1}{2}\cdot10m=\dfrac{1}{2}\cdot10\cdot200=1000N\\s=\dfrac{1}{2}h=\dfrac{1}{2}\cdot10=5m\end{matrix}\right.\)

Công nâng vật lên cao:

\(A=F\cdot s=1000\cdot5=5000J\)

Hiệu suất: \(H=\dfrac{A_i}{A_{tp}}\cdot100\%\)

\(\Rightarrow A_{tp}=\dfrac{A_i}{H}\cdot100=\dfrac{5000}{83,33\%}\cdot100\%=6000J\)

Lực kéo vật: \(F_k=\dfrac{A_{tp}}{s}=\dfrac{6000}{5}=1200N\)

b)Cách 2:

Công suất vật: \(P=F_2\cdot v=1900\cdot2=3800W\)

Công kéo vật lúc này:

\(A_{tp}=F_2\cdot l=1900\cdot12=22800J\)

Hiệu suất mặt phẳng nghiêng:

\(H=\dfrac{A_i}{A_{tp}}\cdot100\%=\dfrac{5000}{22800}\cdot100\%=21,93\%\)

Công có ích để đưa vật lên:

A₁=h.P=h.10m=10.10.200=20000(J)

a) khi dùng hệ thống gồm 1 ròng rọc cố định và 1 ròng rọc động thì ta thiệt 2 lần về đường đi

=> độ dài dây phải kéo l₁=2.h=2.10=20(m)

Công toàn phần để đưa vật lên cao 10(m) bằng ròng rọc là :

A₂=F₁.l₁=1200.20=24000(J)

Hiệu suất ròng rọc là:

H=\(\frac{A1}{A2}=\frac{20000}{24000}=83.3\%\) 

Ta có F_{hao phí của ròng rọc}=F_{hao phí của ma sát}=\(\frac{F_-hao_-phí}{2}\)

khi dùng hệ thống ròng rọc như trên ta lợi 2 lần về lực nên nếu bỏ qua lực hao phí thì để đưa vật lên cao 10m thì chỉ cần dùng 1 lực F₂=\(\frac{P}{2}\)=\(\frac{2000}{2}=1000\left(N\right)\)

=> lực hao phí là: F_{hao phí}=F₁-F₂=1200-1000=200(N)

Thế vào biểu thức trên ta có

F_{ma sát}= P_{ròng rọc}=\(\frac{\text{F hao phí}}{2}=\frac{200}{2}=100\left(N\right)\)

=> m_{ròng rọc} =P ròng rọc . \(\frac{1}{10}\)=\(\frac{100}{10}\)=10(kg)

Tượng tự ta có công hao phí do mặt phẳng nghiêng là:
A_2'=l.F₂=1900.12=22800(J)

Nếu bỏ qua hao phí do ma sát thì để đưa vật lên cao 10m bằng mặt phẳng nghiêng ta chỉ cần dùng lực F₃

theo định luật về công: F₁.h₁=F₃.l

=> F₃=\(\frac{F_1.h_1}{l}=\frac{A_1}{l}=\frac{20000}{12}=1666.7\left(N\right)\)

Lực ma sát là:

F_{ma sát}= F₂-F₃=1900-1666.7=233.3(N)

Hiệu suất mặt phẳng nghiêng là:
H=\(\frac{A_1}{A_{2'}}=\frac{20000}{22800}=87.7\%\)

a/ \(P=10m=200\left(N\right)\)

Dùng ròng rọc động ta được lợi 2 lần về lực, thiệt 2 lần về đường đi

\(F=\dfrac{1}{2}P=100\left(N\right)\)

b/ \(h=2s=4\left(m\right)\)

a) Lực để người đó kéo vật lên qua hệ thống ròng rọc động là :

\(F=\dfrac{1}{2}P=\dfrac{1}{2}.20.10=100\left(N\right)\)