Chào bạn, bài này là một bài toán rất cơ bản và thú vị về ròng rọc động trong chương trình Vật lý lớp 8. Mình cùng tóm tắt lại các dữ kiện để dễ tính toán nhé!

Tóm tắt đề bài
Khối lượng của vật: $m = 4500\text{ g} = 4,5\text{ kg}$

Trọng lượng của vật: $P = 10 \cdot m = 10 \cdot 4,5 = 45\text{ N}$
Chiều cao đưa vật lên: $h = 4\text{ m}$
Thời gian thực hiện: $t = 5\text{ phút} = 5 \cdot 60 = 300\text{ giây}$
Đặc điểm: Sử dụng 1 ròng rọc động (giúp thiệt 2 lần về đường đi nhưng lợi 2 lần về lực: $s = 2 \cdot h = 8\text{ m}$).
Lời giải chi tiết
a) Trường hợp bỏ qua lực cản không khí
Khi sử dụng một ròng rọc động, ta được lợi 2 lần về lực và thiệt 2 lần về đường đi.

Lực kéo của người công nhân ($F_k$):

$F_k = \frac{P}{2} = \frac{45}{2} = 22,5\text{ N}$
Quãng đường dây dịch chuyển ($s$):

$s = 2 \cdot h = 2 \cdot 4 = 8\text{ m}$
Công của người công nhân thực hiện ($A$):

Vì bỏ qua ma sát và lực cản, công toàn phần bằng công có ích:

$A = F_k \cdot s = 22,5 \cdot 8 = 180\text{ J}$
(Hoặc tính nhanh bằng công nâng vật trực tiếp: $A = P \cdot h = 45 \cdot 4 = 180\text{ J}$)
Công suất của người công nhân ($\mathcal{P}$):

$\mathcal{P} = \frac{A}{t} = \frac{180}{300} = 0,6\text{ W}$
b) Trường hợp có lực cản không khí $F_c = 5\text{ N}$
Khi có lực cản, lực kéo thực tế của người công nhân phải thắng cả trọng lượng vật lẫn lực cản. Do lực cản tác dụng trực tiếp lên vật trong quá trình đi lên, tổng lực cần nâng vật ở đầu dây bên kia là: $P_{tổng} = P + F_c = 45 + 5 = 50\text{ N}$.

Lực kéo thực tế lúc này:

$F_{k2} = \frac{P_{tổng}}{2} = \frac{50}{2} = 25\text{ N}$
Công toàn phần thực tế ($A_{tp}$):

$A_{tp} = F_{k2} \cdot s = 25 \cdot 8 = 200\text{ J}$
Công có ích để nâng vật ($A_{ci}$):

$A_{ci} = P \cdot h = 45 \cdot 4 = 180\text{ J}$
Hiệu suất của ròng rọc động ($H$):

$H = \frac{A_{ci}}{A_{tp}} \cdot 100\% = \frac{180}{200} \cdot 100\% = 90\%$
Kết số / Đáp số
a) $F_k = 22,5\text{ N}$; $A = 180\text{ J}$; $\mathcal{P} = 0,6\text{ W}$
b) $H = 90\%$