Ibaitap: Qua bài [Định nghĩa] [Công thức tính] Công có ích, Công toàn phần và Hiệu suất các máy cơ đơn giản & bài tập tham khảo ôn tập phân biệt công có ích, công toàn phần, công hao phí, công thức tính các loại công và hiệu suất các máy cơ đơn giản và một số bài tập tham khảo. Show
Trên thực tế ở các loại máy cơ đơn giản luôn tồn tại ma sát vì vậy công mà ta thực hiện phải thắng được ma sát và nâng vật lên. Ta có:
⇒ Công toàn phần = Công có ích + Công hao phí II. CÔNG THỨC TÍNH CÔNG CÓ ÍCH, CÔNG TOÀN PHẦN CỦA CÁC LOẠI MÁY CƠ ĐƠN GIẢN1. Ròng rọc cố địnhĐối với ròng rọc cố định, lực kéo F bỏ ra chính bằng lực P của vật, nên ròng rọc cố định chỉ có tác dụng đổi hướng của lực, không có tác dụng thay đổi độ lớn của vật.  Ta có: F = P\(A_{ích} = P. S_1\) Trong đó:
2. Ròng rọc độngNếu sử dụng dòng dọc động, ta sẽ được lợi 2 lần về lực F kéo nhưng sẽ bị thiệt 2 lần về đường đi và ngoài ra sẽ không thể đổi chiều kéo vật. Ta có: \(F = \frac{P}{2}\) Trong đó:
3. Đòn bẩyKhi dùng đòn bẩy để nâng vật nếu \(l_1 < l_2\) thì \(P > F\) hay nếu \(l_1 > l_2\) thì \(P < F\) (trong đó nếu \(l_1, l_2\) lần lượt là khoảng cách từ điểm tựa tới điểm tác dụng của các lực \(P, \ F\) ). Vậy nên khi dùng đòn bẩy nếu lợi về lực sẽ thiệt về đường đi và ngược lại nếu lợi về đường đi sẽ thiệt về lực, tùy thuộc vào nhu cầu cần sử dụng. Ta có: \(\frac{P}{F} = \frac{l_2}{l_1} \)\(A_{ích} = P. h_1\) Trong đó:
4. Mặt phẳng nghiêngKhi sử dụng mặt phẳng nghiêng có thể kéo hoặc đẩy vật lên với lực nhỏ hơn so với trọng lượng của vật nên theo định luật về công sẽ thiệt hơn về đường đi, với mặt phẳng nghiêng càng ít thì lực cần để kéo vật trên mặt phẳng đó càng nhỏ. Ta có: \(\frac{P}{F} = \frac{l}{h} \)\(A_{ích} = P. h\) Trong đó:
III - HIỆU SUẤT CỦA MÁY CƠ ĐƠN GIẢNTa có tỉ số giữa công có ích và công toàn phần được gọi là hiệu suất. Từ đó ta có công thức tính hiệu suất của các máy cơ đơn giản như sau: \(H = \frac{A_{ích}}{A_{tp}} . 100 \%\) Trong đó:
IV. BÀI TẬP THAM KHẢOVí dụ: Dùng một mặt phẳng nghiêng để kéo một vật có khối lượng 50kg lên cao 2m. Nếu không có ma sát thì lực kéo là 125 N, trên thực tế có ma sát và lực kế là 175 N. Vậy hiệu suất của mặt phẳng nghiêng đã dùng trên là bao nhiêu?Lời giải tham khảo: Ta có trọng lực của vật đã cho là: P = 10. 50 = 500 (N) Dùng mặt phẳng nghiêng kéo vật lên cao 2m ta cần thực hiện 1 công là: \(A_{ích} = P. h = 500. 2 = 1000\) (J) Nếu không có ma sát thì lực kéo là 125 N, nên ta có chiều dài mặt phẳng nghiêng đã cho là: \(l = \frac{A_{ích}}{F} = \frac{1000}{125} = 8\) (m) Trên thực tế có ma sát và lực kế là 175 N nên ta có công thực tế (Công toàn phần) là: \(A_{tp}\) = 175. 8 = 1400 (J) Hiệu suất của mặt phẳng nghiêng là: \(H = \frac{A_{ích}}{A_{tp}} . 100 \%\) = \(\frac{1000}{1400}.100 \%\) ≈ 71,433%
Lực ma sát không còn xa lạ đối với mọi người, nhưng gần đây rất nhiều người thắc mắc không biết công thức tính lực ma sát trên mặt phẳng nghiêng là như thế nào? Vậy để giải đáp cho câu hỏi này hãy cùng Góc Hạnh Phúc tìm hiểu chuyên sâu qua bài viết dưới đây nhé. Xem thêm: Khái niệm về lực ma sát là gì?Trong Vật Lý, lực ma sát được hiểu là một loại lực cản xuất hiện giữa những bề mặt vật chất, chống lại xu hướng thay đổi vị trí tương đối giữa hai bề mặt. Hiểu theo cách đơn giản thì lực ma sát chính là những lực cản trờ chuyển động của một vật, nó tạo ra bởi những vật tiếp xúc với nó. Những loại lực ma sát
Công thức tính lực ma sát trên mặt phẳng nghiêng chính xácCách giải chungCho hệ chiếu Oxy với Ox chính là trục song song với mặt phẳng chuyển động. Trục Oy chính là trục vuông góc với chuyển động. Từ đó phân tích các lực tác dụng lên vật như sau:
v = v0 + at v2 – v02 = 2as s = v0t + 1/2at2 Trường hợp khi vật chuyển động đi lên mặt phẳng nghiêng góc α Chọn hệ quy chiếu Oxy giống như hình vẽ bên dưới, chiều dương chính là chiều chuyển động. Vật chịu tác dụng của những lực là: Theo định luật II Newton ta được: Tiếp theo chiếu trục Ox ta có: F = Px – ƒms = ma Suy ra F = Psinα – μN = ma (1) Chiếu trục Oy ta có: N = Py = Pcosα (2) Thay (2) vào (1) ta được: F – Psinα – μPcosα = ma Từ đó áp dụng những công thức biến đổi đều có thể tính ra những giá trị. Một số kiến thức liên quanCông thức tính lực ma sát là: Fms = μt.N Công thức tính lực ma sát trượt là: Fmst = μt.N Trong đó biết Fmst chính là hệ số ma sát trượt Fms là hệ số ma sát N là độ lớn phản lực (đơn vị N) Những bài tập tính lực ma sát trên mặt phẳng nghiêng có lời giải dễ hiểuBài tập 1: Một chiếc xe trượt không vận tốc đầu từ đỉnh mặt phẳng nghiêng góc α = 400. Hệ số ma sát trượt là m = 0,4464. Chiều dài mặt phẳng nghiêng là l = 2 m, lấy g = 10 m/s2 và hệ số ma sát μ = 2,732. Tính gia tốc chuyển động của vật đó? Lời giải Những lực tác dụng vào vật là: trọng lực, lực ma sát, phản lực của mặt phẳng nghiêng và hợp lực Chiếu lên trục Oy ta được: – Pcosα + N = 0 => N = mgcosα (1) Chiếu lên trục Ox ta được: Psinα – Fms = max => mgsinα – μN = max (2) Từ (1) và (2) => mgsinα – mgcosα = max => ax = g(sinα – μcosα) = 2 m/s2 Bài tập 2: Một vật khối lượng m = 2kg nằm cân bằng trên một phẳng nghiêng góc 500. Biết rằng g = 10 m/s2. Cho hệ số ma sát μ = 2. Lực ma sát tác dụng lên vật là bao nhiêu? Lời giải Các lực tác dụng vào vật gồm trọng lực, lực ma sát, phản lực của mặt phẳng nghiêng và hợp lực Chiếu lên trục Oy ta được: -Pcosα + N = 0 =) N = mgcosα = 10.cos50 = 6,4 N Fms = μ.N = 2.6,4 = 12,8 N Hy vọng rằng với những kiến thức về lực ma sát trên mặt phẳng nghiêng mà Góc Hạnh Phúc đã cung cấp cho các bạn những thông tin cần thiết và hữu ích trong quá trình học tập nhé. |
