CHUYÊN ĐỀ: CÁC MÁY CƠ ĐƠN GIẢN
Chủ đề: Ròng rọc
KIẾN THỨC CẦN NHỚ:
1. Tác dụng của các máy cơ đơn giản là làm biến đổi lực: - Thay đổi hướng của lực (ròng rọc cố định) - Thay đổi độ lớn của lực (ròng rọc động) - Thay đổi cả hướng và độ lớn của lực (đòn bẩy, mặt phẳng nghiêng) 2. Định luật về công: - - Không một máy cơ đơn giản nào cho ta lợi về công. Được lợi bao nhiêu lần về lực thì thiệt bấy nhiêu lần về đường đi và ngược lại. 3. Công thức tính hiệu suất:
B. BÀI TẬP:
BÀI TOÁN VỀ RÒNG RỌC
Bài 6: Để đưa một vật có khối lượng 50 kg lên cao 10 m, người thứ nhất dùng hệ thống ròng rọc như hình (a), người thứ hai dùng hệ thống ròng rọc như hình (b). Biết khối lượng của mỗi ròng rọc là 1 kg và lực cản khi kéo dây ở mỗi hệ thống đều bằng 10N. a. Hãy so sánh đoạn dây cần kéo và công thực hiện trong hai trường hợp đó. b. Tính hiệu suất của mỗi hệ thống ròng rọc.
Bài 7: Cho hình vẽ, AB là một thanh đồng chất có khối lượng 2 kg đang ở trạng thái cân bằng. Mỗi ròng rọc có khối lượng 0,5 kg. Biết đầu A được gắn vào một bản lề, mB = 5,5 kg, mC = 10 kg và AC = 20 cm, ta thấy thanh AB cân bằng. Tìm độ dài của thanh AB.
Bài 8: Cho hệ thống như hình vẽ. Biết khối lượng
của mỗi ròng rọc, vật m1 và vật m2 lần lượt là
0,2 kg; 6 kg và 4 kg. AB = 3BC, bỏ qua ma sát và
khối lượng của các dây nối. Hỏi hệ thống có cân
bằng không ? Tại sao?
Bài 10: Cho sơ đồ như hình vẽ. Biết: Mặt phẳng nghiêng có l = 60 cm, h = 30 cm. Thanh AB đồng chất tiết diện đều có khối lượng 0,2 kg và , m2 = 0,5 kg. Hỏi m 1 bằng bao nhiêu để hệ thống cân bằng. Bỏ qua ma sát và khối lượng của dây nối.
Bài 11: Để đưa một vật có khối lượng 270 kg lên cao 18 m người ta dùng một ròng rọc động và một ròng rọc cố định với lực kéo có độ lớn là 1500N. Tính:
a. Hiệu suất của hệ thống ròng rọc.
b. Độ lớn của lực cản và khối lượng của ròng rọc động. Biết công hao phí để nâng ròng rọc động bằng công hao phí do ma sát.
LỜI GIẢI
Bài 2:
PB = 14N;
Vậy hệ thống có thể nâng vật PB = 14N lên đều.
Khi vật B đi lên một đoạn h thì 2 ròng rọc động cùng đi lên một đoạn h và vật A đi xuống 1 đoạn 4h.
Công có ích là công để nâng vật B:
Ai = PB . h = 14h
Công toàn phần là công của vật A thực hiện được:
At = PA . 4h = 16h
và hiệu suất của hệ thống:
Lực tác dụng vào mỗi trục ròng rọc cố định là:
2F + P = 2. PA + P = 9N
Lực tác dụng vào giá treo gồm hai lực của mỗi trục ròng rọc cố định tác dụng vào giá và đầu dây treo vào giá:
2 . 9 + F = 18 + PA = 22N
Bài 4: Vì hệ gồm các ròng rọc cố định nên không cho ta lợi về lực. Hiệu suât mỗi ròng rọc là:
Gọi F1, F2, F là lực kéo ở các ròng rọc 1,2 và 3 ta có:
; ;
Vậy hiệu suất của hệ ròng rọc là:
Khi nâng vật P, công có ích: Ai = P.h = 10 J; Công toàn phần: A = Ai + Ax = 10 + Ax (với Ax là công để thắng ma sát.)
Giải ra ta được Ax = 3,7 J
nguon VI OLET
