Giải bài tập SGK Vật lý 8 Bài 14: Định luật về công

Hãy so sánh hai lực F₁ và F₂

Phương pháp giải

Để so sánh hai lực F₁ và F₂ ta cần quan sát của thí nghiệm hình 14.1  và rút ra nhận xét.

Hướng dẫn giải

\(F_2 = \frac{1}{2} F_1\)

Hãy so sánh hai quãng đường đi được s_­1 và s₂.

Phương pháp giải

Để so sánh hai quãng đường đi được s_­1 và s₂ ta cần dựa vào số liệu về quãng đường đi được trong bảng 14.1

Hướng dẫn giải

\(s­_2 = 2s_1\)

Hãy so sánh công của lực F₁ (A₁ = F₁.s₁) và công của lực F₂ (A₂ = F₂.s₂)

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nắm:

- Công thức tính công: A = F.s

trong đó: A là công của lực F,

               F là lực tác dụng vào vật,

               s là quãng đường vật dịch chuyển.

Hướng dẫn giải

Ta có:

\( \left\{\begin{array}{l}F_{2}=\frac{1}{2} F_{1} \\ s_{2}=2 . s_{1} \\ A_{1}=F_{1} . s_{1}\end{array}\right. \)
\( \Rightarrow A_{2}=F_{2 .} s_{2}=\frac{1}{2} F_{1} .2 s_{1}=F_{1} . s_{1} \)
\( \Rightarrow A_{1}=A_{2} \)

Dựa vào các câu trả lời trên, hãy chọn từ thích hợp cho các ô trống của kết luận sau: dùng ròng rọc động được lợi hai lần về.. (1)… thì lại thiệt hai lần về…(2)… nghĩa là không được lợi gì về..(3)…

Phương pháp giải

Để chọn từ thích hợp cho các ô trống ta cần nắm dựa vào kết luận câu C1, C2, C3 ở trên và rút ta nhận xét.

Hướng dẫn giải

Dùng ròng rọc động được lợi hai lần về lực thì lại thiệt hai lần về đường đi nghĩa là không được lợi gì về công.

Vậy, các từ điền vào chỗ trống là:

(1)  Lực.

(2)  Đường đi.

(3) Công.

Kéo đều hai thùng hàng, mỗi thùng nặng 5000N lên sàn ô tô cách mặt đất 1 m bằng tấm ván đặt nghiêng (ma sát không đáng kể).

• Kéo thùng thứ nhất, dùng tấm ván dài 4m.
• Kéo thùng thứ hai, dùng tấm ván dài 2m.

a. Trong trường hợp nào người ta kéo vơi lực nhỏ hơn và nhỏ hơn bao nhiêu lần ?

b. Trường hợp nào thì tốn nhiều công hơn?

c. Tính công của lực kéo thùng hang theo mặt phẳng nghiêng lên sàn ô tô.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nắm 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.

Hướng dẫn giải

a) Trong trường hợp nào người ta kéo vơi lực nhỏ hơn và nhỏ hơn bao nhiêu lần?

Trường hợp thứ nhất lực kéo nhỏ hơn và nhỏ hơn hai lần.

b) Trường hợp nào thì tốn nhiều công hơn?

Không có trường hợp nào tốn công hơn. Công thực hiện trong hai trường hợp là như nhau.

c) Tính công của lực kéo thùng hang theo mặt phẳng nghiêng lên sàn ô tô.

Công của lực kéo thùng hang theo mặt phẳng nghiêng lên ô tô cũng đúng bằng công của lực kéo lên trực tiếp thùng hàng theo phương thẳng đứng lên ô tô: A = P. h = 500.1 = 500 J.

Để đưa một vật có trọng lượng P = 420N lên cao theo phương thẳng đứng bằng ròng rọc động, theo hình 13.3, người công nhân phải kéo đầu dây đi một đoạn là 8m. Bỏ qua ma sát.

a. Tính lực kéo và độ cao đưa vật lên.

b. Tính công nâng vật lên.

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi trên ta cần nắm 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.

Hướng dẫn giải

a) Tính lực kéo và độ cao đưa vật lên.

Kéo vật lên cao nhờ ròng rọc động thì lực kéo chỉ bằng nửa trọng lượng của vật:

F =  P =  = 210 N.

Dùng ròng rọc động được lợi hai lần về lực, vậy phải thiệt hai lần về đường đi (theo định luật công) nghĩa là muốn nâng vật lên độ cao h thì phải kéo đầu dây đi một đoạn l = 2h.

l = 2 h = 8 m ⇒ h = 8 : 2 = 4 m

b) Tính công nâng vật lên.

Công nâng vật lên: A = P.h = 420 . 4 = 1 680 J.

Tính cách khác: A = F .l = 210. 8 = 1 680J.

a) Lực kéo đưa vật lên là F = 210N.

Độ cao đưa vật lên là: h = 4m.

b) Công nâng vật lên là: A = 1680J.