Một thang máy có khối lượng m = 1 t ấ n chuyên động nhanh dần đều lên cao với gia tốc 2m/s. Tính công mà động cơ thang máy đã thực hiện trong 5s đầu. Lấy g = 10 m / s 2 .
A. 400 kJ
B. 500kJ
C. 200kJ
D. 300kJ
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Gọi F là lực kéo của động cơ thang máy.
Ta có: F → + P → = m a → chọn chiều dương là chiều chuyển động ta có:
F – P = ma F = P + ma = m(g + a) = 1000( 10 + 2 ) = 12000N.
Trong 5s đầu, thang máy đi được:
h = a . t 2 2 = 2.5 2 2 = 25 ( m )
Vậy công của động cơ thang máy thực hiện trong 5s đầu là:
A = F . h = 300000J = 300kJ.
a, Ngoại lực tác dụng lên thang máy là trọng lực và kéo của động cơ thang máy. Áp dụng định lý về động năng ta có: Wđ1 – Wđ0 = A F 1 → + A P 1 →
Mà Wđ1 = m . v 1 2 2 , Wđ0 = m . v 0 2 2 = 0 ;
A P 1 → = − P . s 1 = − m . g . s 1 ( A P → 1 < 0 )
Vì thang máy đi lên
⇒ A F 1 = m . v 1 2 2 + m . g . s 1 = 1 2 .1000.5 2 + 1000.10.5 = 62500 J
b, Vì thang máy chuyển động đều, lực kéo của động cơ cân bằng với trọng lực P → : F 2 → + P → = 0 . Công phát động của động cơ có độ lớn bằng công cản A F 2 → = − A P → với A P = − P . s 2 = − m . g . s 2
=> AF2 = mgs2 do đó công suất của động cơ thang máy trên đoạn đường s2 là:
℘ 2 = A F 2 t = m . g . s 2 t = m . g . v 2 = m . g . v 1 ⇒ ℘ 2 = 1000.10.5 = 50000 ( W ) = 50 ( k W ) .
c, Ngoại lực tác dụng lên thang máy là trọng lực P → và lực kéo F 3 → của động cơ.
Áp dụng định lí động năng ta có: Wđ3 – Wđ2 = AF3 + Ap’
Mà Wđ3 = m . v 3 2 2 = 0 ; Wđ2 = m v 2 2 2 (v2 = v1 = 5m/s); Ap = - Ps3 = - mgs3
Công của động cơ trên đoạn đường s3 là: AF3 = mgs3 - m v 2 2 2 = 37500J
Áp dụng công thức tính công ta tìm được lực trung bình do động cơ tác dụng lên thang máy trên đoạn đường s3: F 3 ¯ = A F 3 s 3 = 37500 5 = 7500 N
\(a=\dfrac{v}{t}=\dfrac{2}{4}=0,5m/s^2\)
\(s=\dfrac{1}{2}at^2=\dfrac{1}{2}.0,5.4^2=4m\)
\(F-P=ma\Rightarrow F=P+ma=m\left(g+a\right)=800.\left(10+0,5\right)=8400N\)
\(P=\dfrac{Fs}{t}=\dfrac{8400.4}{4}=8400W\)
Ta có g → / = g → + a → q t mà trọng lượng của vật khi thang máy chuyển động là P / = m g /
a. Khi thang máy đứng yên a = 0 m / s 2
⇒ N = P = m g = 10.10 = 100 N
b. Đi lên nhanh dần đều với gia tốc 1 m / s 2
a → q t ↓ ↓ g → ⇒ g / = g + a q t
⇒ g / = 10 + 2 = 12 m / s 2 ⇒ N = P / = m g / = 10.12 = 120 N
c. Đi lên chậm dần đều với gia tốc 2 m / s 2
a → q t ↑ ↓ g → ⇒ g / = g − a q t
⇒ g / = 10 − 2 = 8 m / s 2 ⇒ N = P / = m g / = 10.8 = 80 N
d. Đi xuống nhanh dần đều với gia tốc 2 m / s 2
a → q t ↑ ↓ g → ⇒ g / = g − a q t
⇒ g / = 10 − 2 = 8 m / s 2 ⇒ N = P / = m g / = 10.8 = 80 N
e. Đi xuống chậm dần đều với gia tốc 2 m / s 2
a → q t ↓ ↓ g → ⇒ g / = g + a q t
⇒ g / = 10 + 2 = 12 m / s 2 ⇒ N = P / = m g / = 10.12 = 120 N
f. Chuyển động thẳng đều 2m/s
Vì thang máy chuyển động thẳng đều nên
a = 0 m / s 2 ⇒ N = P = m g = 10.10 = 100 N
a) Khi thang máy đi lên đều, lực kéo của động cơ chính bằng trọng lượng của thang máy: F = P
Công của động cơ để kéo thang máy khi đi lên đều:
A = m.g.h = 800.10.10 = 80000J
b) Khi thang máy đi lên nhanh dần đều, theo định luật II – Niu tơn:
\(\overrightarrow{F}+\overrightarrow{P}=m.\overrightarrow{a}\)
Chiếu theo phương chuyển động:
F − P = ma => F = P + ma = m.(g + a)
=> F = 800.(10+1) = 8800N
Công của động cơ để kéo thang máy khi đi lên nhanh dần:
A = F.s = 8800.10 = 88000Jbạn giải dùm mình câu dưới nữa đi câu 1 vật có khối lượng 2kg đó
Chọn chiều dương là chiều chuyển động. Theo định luật II Newton: F → + P → = m a →
Chiếu lên chiều chuyển động
F − P = m a ⇒ F = P + m a = m ( g + a ) ⇒ F = 2.000 ( 10 + 2 ) = 24.000 N
Quãng đường đi của thang máy trong 5s đầu:
h = a t 2 2 = 2.5 2 2 = 25 ( m )
Công của động cơ: A = F . h = 24.000.25 = 600.000 ( J )
Công suất: ℘ = A t = 600.000 5 = 120.000 ( W ) = 120 ( k W )
Chọn chiều dương là chiều chuyến động. Theo định luật II Newton: F → + P → = m a →
Chiếu lên chiều chuyển động:
F − P = m a ⇒ F = P + m a = m g + a
F = 2 . 000 ( 10 + 2 ) = 24 . 000 N
Quãng đường đi của thang máy trong 5s đầu:
h = 1 2 a t 2 = 1 2 2.5 2 = 25 ( m )
Công của động cơ: A = F . h = 24 . 000 . 25 = 600 . 000 ( J )
Công suất
ϑ = A t = 600.000 5 = 120.000 W = 120 k W
Chọn đáp án B
Đáp án B
Hướng dẫn:
Ta có thể quy bài toán con lắc lò xo trong thang máy chuyển động với gia tốc về trường hợp con lắc chịu tác dụng của trường lực ngoài F → = F q t → = − m a → .
Để đơn giản, ta có thể chia chuyển động của con lắc thành hai giai đoạn:
Giai đoạn 1: Thang máy chuyển động nhanh dần đều đi lên, con lắc dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng mới O′.
Dưới tác dụng của lực quán tính ngược chiều với gia tốc, vị trí cân bằng mới O′ của con lắc nằm phía dưới vị trí cân bằng cũ O một đoạn O O ' = m a k = 0 , 4.4 100 = 1 , 6 cm.
+ Biến cố xảy ra không làm thay đổi tần số góc của dao động ω = k m = 100 0 , 4 = 5 π rad/s → T = 0,4 s.
Thời điểm thang máy bắt đầu chuyển động, vật ở biên trên, do vậy sau khoảng thời gian Δt = 12,5T = 5 s vật sẽ đến vị trí biên dưới, cách vị trí cân bằng cũ O một đoạn 2OO′ = 3,2 cm.
Giai đoạn 2: Thang máy chuyển động thẳng đều, con lắc dao động điều hòa quanh vị trí cân bằng O.
+ Thang máy chuyển động thẳng đều → a = 0, không còn lực quán tính nữa vị trí cân bằng bây giờ trở về O.
→ Con lắc sẽ dao đông với biên độ mới A′ = 2OO′ = 3,2 cm.
→ Thế năng đàn hồi của con lắc cực đại khi con lắc ở biên dưới, tại vị trí này lò xo giãn Δ l m a x = A ' + m g k = 3 , 2 + 0 , 4.10 100 = 7 , 2 cm.
+ Thế năng đàn hồi cực đại E d h m a x = 1 2 k Δ l m a x 2 = 1 2 .100 0 , 072 2 ≈ 0 , 26 J.
Gọi F là lực kéo của động cơ thang máy.
Ta có: F → + P → = m a → chọn chiều dương là chiều chuyển động ta có:
F − P = m a ⇒ F = P + m a = m g + a = 100 10 + 2 = 12000 N
Trong 5s đầu, thang máy đi được:
h = 1 2 a t 2 = 2 , 5 2 2 = 25 m
Vậy công của động cơ thang máy thực hiện trong 5s đầu là:
A = F . h = 300000 J = 300 k J .
Chọn đáp án D