Một thùng bắng sắt, trọng lượng P = 20N, có dung tích V = 10l, được thả xuống giếng để lấy nước . Mặt nước cách miệng giếng H = 4m, thùng cách mặt nước h = 0,8m. tính công để kéo thùng nước lên khỏi giếng. Cho trọng lượng riêng của sắt và nước là d1=78000N/m^3, d2=10000N/m^3. Bỏ qua kích thước của thùng so với các khoảng cách H và h.
Quảng cáo
2 câu trả lời 114
Giải bài toán: Kéo thùng nước lên khỏi giếng
Phân tích bài toán:
Để tính công kéo thùng nước lên khỏi giếng, ta cần xác định:
Lực kéo: Bao gồm trọng lượng của thùng sắt và trọng lượng của nước trong thùng.
Quãng đường kéo: Là khoảng cách từ vị trí ban đầu của thùng đến miệng giếng.
Giải chi tiết:
1. Tính trọng lượng của nước trong thùng:
Thể tích nước trong thùng: V_nước = V_thùng = 10 lít = 0,01 m³
Trọng lượng của nước: P_nước = d_nước * V_nước = 10000 N/m³ * 0,01 m³ = 100 N
2. Tính trọng lượng tổng cộng của thùng và nước:
P_tổng = P_thùng + P_nước = 20 N + 100 N = 120 N
3. Tính quãng đường kéo:
Quãng đường kéo: s = H + h = 4 m + 0,8 m = 4,8 m
4. Tính công:
Công A = F.s = P_tổng . s = 120 N * 4,8 m = 576 J
Kết luận:
Công để kéo thùng nước lên khỏi giếng là 576 J.
Lưu ý:
Ta bỏ qua kích thước của thùng so với các khoảng cách H và h, nghĩa là coi thùng như một điểm vật lý.
Trọng lượng riêng của sắt không ảnh hưởng đến kết quả bài toán trong trường hợp này vì ta chỉ quan tâm đến trọng lượng tổng cộng của thùng và nước.
Vậy, để kéo thùng nước lên khỏi giếng, ta cần thực hiện một công là 576 Joule.
Để tính công cần thiết để kéo thùng nước lên khỏi giếng, chúng ta cần thực hiện một số bước để xác định lực và khoảng cách.
### 1. Tính trọng lượng của nước có trong thùng
Ta biết rằng:
- Dung tích của thùng
V=10l=0.01m3
- Trọng lượng riêng của nước
d2=10000N/m3
Trọng lượng của nước trong thùng được tính bằng công thức:
Pnước=d2⋅V=10000N/m3⋅0.01m3=100N
### 2. Tính tổng trọng lượng của thùng khi có nước
Trọng lượng của thùng sắt
Pthùng=20N
.
Tổng trọng lượng
Ptổng
của thùng khi có nước là:
Ptổng=Pthùng+Pnước=20N+100N=120N
### 3. Tính chiều cao cần kéo thùng lên
Chiều cao cần kéo thùng lên từ mặt nước đến miệng giếng là
H+h=4m+0.8m=4.8m
.
### 4. Tính công cần thiết để kéo thùng nước lên
Công thực hiện để kéo thùng nước lên được tính bằng:
A=Ptổng⋅d
Trong đó:
-
d
là chiều cao kéo lên ở trên (4.8 m).
Áp dụng công thức để tính công:
A=120N⋅4.8m=576J
### Kết luận
Công cần thiết để kéo thùng nước lên khỏi giếng là
576J
.
Quảng cáo
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
15011
-
7878
-
4935
-
4912
-
2774