Để múc nước từ dưới giếng lên bể người ta dùng một chiếc gầu có khối lượng m0 = 500 g.

Giải SBT Vật lí 10 Chủ đề 3: Năng lượng

Bài 3.12 trang 37 sách bài tập Vật lí 10: Để múc nước từ dưới giếng lên bể người ta dùng một chiếc gầu có khối lượng m₀ = 500 g. Để di chuyển ổn định (nước trong gầu không bị thất thoát ra ngoài trong quá trình kéo nước từ giếng lên bể) gầu đựng được một lượng nước có khối lượng tối đa m = 4,50 kg. Biết rằng khối lượng của dây gầu không đáng kể, mặt nước trong giếng cách mặt bể một khoảng h = 5,00 m, gia tốc rơi tự do g = 9,80 m/s². Trong các quá trình dùng gầu để đưa nước từ giếng lên bể.

a. Tính công toàn phần tối thiểu để đưa được M = 9,00 kg nước từ giếng lên bể.

b. Tính hiệu suất cực đại của quá trình múc nước.

c. Trong một lần đưa đầy gầu nước (gầu chứa 4,50 kg nước) từ giếng lên bể, người múc nước dùng lực có độ lớn F = 60,0 N để kéo gầu, tính công toàn phần và hiệu suất của lần múc nước này.

Lời giải:

a. Mỗi lần múc được m = 4,5 kg nước, số lượng nước cần múc là M = 9kg.

Số lần tối thiểu cần múc: $k=\frac{M}{m}=\frac{9}{4,5}=2$

Công tối thiểu cho 1 lần múc:

$A=\left(m+m_0\right)gh=\left(4,5+0,5\right).9,8.5=245J$

Công toàn phần: $A_{tp}=k.A=490J$

b. Giả sử mỗi lần chỉ múc được m_n kg nước (do có sự thất thoát ra ngoài)

Công có ích: $A_{ci}=m_{n}gh$ (công có ích múc được m_n kg nước)

Công toàn phần: $A_{tp}=\left(m+m_n\right)gh$

Hiệu suất của quá trình múc nước

$H=\frac{m_{n}gh}{\left(m_0+m_n\right)gh}=\frac{1}{1+\frac{m_0}{m_n}}\le \frac{1}{1+\frac{m_0}{m}}$

(vì khối lượng nước múc được tối đa là m)

Hiệu suất cực đại của quá trình múc nước

$H_{\max }=\frac{1}{1+\frac{m_0}{m}}=\frac{1}{1+\frac{0,5}{4,5}}=90,0\%$

c. Công toàn phần của quá trình múc nước với lực kéo F

$A_{F_{tp}}=Fh=60.5=300J$

Hiệu suất của quá trình múc nước này:

$H=\frac{(m+m_0)gh}{Fh}=\frac{(4,5+0,5).9,8.5}{60.5}\approx 81,67\%$

II. Bảo toàn và chuyển hóa năng lượng

Xem thêm các bài giải sách bài tập Vật lí lớp 10 sách Cánh diều hay, chi tiết khác:

• Bài 3.1 trang 35 sách bài tập Vật lí 10: Một người tác dụng một lực có độ lớn không đổi F lên một vật ....

• Bài 3.2 trang 35 sách bài tập Vật lí 10: Nhận xét nào sau đây là đúng về công ....

• Bài 3.3 trang 35 sách bài tập Vật lí 10: Tính công của một người đã thực hiện khi nâng một vật có khối lượng ....

• Bài 3.4 trang 35 sách bài tập Vật lí 10: Một lò sưởi điện có công suất 2,5 kW hoạt động trong khoảng thời gian ....

• Bài 3.5 trang 36 sách bài tập Vật lí 10: Một ô tô có khối lượng m = 1,30.10³ kg di chuyển trên đoạn đường ABCD ....

• Bài 3.6 trang 36 sách bài tập Vật lí 10: Một chiếc xe khối lượng m = 10,0 tấn, chuyển động trên mặt đường nằm ngang với vận tốc ....

• Bài 3.7 trang 36 sách bài tập Vật lí 10: Trong giai đoạn gần tiếp đất, một giọt nước mưa có khối lượng m = 65,5 mg ....

• Bài 3.8 trang 36 sách bài tập Vật lí 10: Một người dùng lực F hợp với phương nằm ngang một góc ....

• Bài 3.9 trang 36 sách bài tập Vật lí 10: Một người dùng lực F hợp với phương nằm ngang một góc ....

• Bài 3.10 trang 37 sách bài tập Vật lí 10: Một ô tô có khối lượng m = 3,50 tấn đi hết một con dốc có chiều dài s = 100 m ....

• Bài 3.11 trang 37 sách bài tập Vật lí 10: Một vật có khối lượng m = 300 g được ném lên từ mặt đất với tốc độ ban đầu v₀ = 19,6 m/s ....

• Bài 3.13 trang 37 sách bài tập Vật lí 10: Khi tăng tốc một vật từ tốc độ v lên tốc độ 2v, động năng của nó ....

• Bài 3.14 trang 37 sách bài tập Vật lí 10: Nhận xét nào sau đây là đúng về thế năng? ....

• Bài 3.15 trang 38 sách bài tập Vật lí 10: Nhận xét nào sau đây là đúng nhất về cơ năng trong trọng trường? ....

• Bài 3.16 trang 38 sách bài tập Vật lí 10: Một vật khối lượng m = 30,0 kg được kéo từ mặt đất (được chọn làm gốc thế năng) lên đến một vị trí ....

• Bài 3.17 trang 38 sách bài tập Vật lí 10: Một ô tô có khối lượng m = 1,20 tấn chuyển động lên trên một con dốc phẳng có độ dài S = 1,50 km ....

• Bài 3.18 trang 38 sách bài tập Vật lí 10: Một vật có khối lượng m = 1,00 kg được thả rơi không vận tốc ban đầu từ độ cao h = 10,0 m ....

• Bài 3.19 trang 39 sách bài tập Vật lí 10: Một vật nhỏ khối lượng m = 500 g được lồng vào một sợi cáp kim loại mảnh đã được uốn thành ....

• Bài 3.20 trang 39 sách bài tập Vật lí 10: Tính động năng của các đối tượng sau: ....

• Bài 3.21 trang 39 sách bài tập Vật lí 10: Một ô tô có khối lượng m = 1,25 tấn chuyển động nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ cho ....

• Bài 3.22 trang 39 sách bài tập Vật lí 10: Một vật nhỏ có khối lượng m = 100 g được ném lên từ mặt đất với vận tốc ban đầu v₀ = 15,0 m/s ....

• Bài 3.23 trang 39 sách bài tập Vật lí 10: Một viên đạn có khối lượng m = 5,00 g đang bay với vận tốc v₀ = 800 m/s ....

• Bài 3.24 trang 40 sách bài tập Vật lí 10: Một vật khối lượng m = 100 g được thả rơi tự do từ độ cao H = 20,0 m so với mặt đất ....

• Bài 3.25 trang 40 sách bài tập Vật lí 10: Một vật khối lượng m = 200 g được ném thẳng đứng lên trên với vận tốc ban đầu v₀ = 15,0 m/s ....

• Bài 3.26 trang 40 sách bài tập Vật lí 10: Động cơ xăng của ô tô có hiệu suất là 27%. Điều này có nghĩa là chỉ 27% năng lượng được lưu trữ ....

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 10 hay khác:

• Giải sgk Vật lí 10 Cánh diều
• Giải Chuyên đề học tập Vật lí 10 Cánh diều
• Giải SBT Vật lí 10 Cánh diều
• Giải lớp 10 Cánh diều (các môn học)
• Giải lớp 10 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 10 Chân trời sáng tạo (các môn học)

---