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

Lời giải Bài 3.12 trang 37 SBT Vật lí 10 sách Cánh diều hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Vật lí 10.

1 478 12/12/2022

Trang trước

Trang sau

Giải SBT Vật lí 10 Cánh diều Chủ đề 3: Năng lượng

Bài 3.12 trang 37 SBT 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:

$A = (m + m_{0}) g h = (4, 5 + 0, 5) .9, 8.5 = 245 J$

Công toàn phần: $A_{t p} = k . A = 490 J$

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

Công có ích: $A_{c i} = m_{n} g h$ (công có ích múc được m_n kg nước)

Công toàn phần: $A_{t p} = (m + m_{n}) g h$

Hiệu suất của quá trình múc nước

$H = \frac{m_{n} g h}{(m_{0} + m_{n}) g h} = \frac{1}{1 + \frac{m_{0}}{m_{n}}} \leq \frac{1}{1 + \frac{m_{0}}{m}}$ (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

$A_{F_{t p}} = F h = 60.5 = 300 J$

Hiệu suất của quá trình múc nước này:

$H = \frac{(m + m_{0}) g h}{F h} = \frac{(4, 5 + 0, 5) .9, 8.5}{60.5} \approx 81, 67 %$

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

Bài 3.1 trang 35 SBT Vật lí 10: Một người tác dụng một lực có độ lớn không đổi F lên một vật. Trong khoảng thời gian chịu tác dụng của lực F...

Bài 3.2 trang 35 SBT Vật lí 10: Nhận xét nào sau đây là đúng về công?A. Công là đại lượng vô hướng.B. Giá trị của công không phụ thuộc vào người quan sát...

Bài 3.3 trang 35 SBT Vật lí 10: Tính công của một người đã thực hiện khi nâng một vật có khối lượng 20,0 kg từ mặt đất lên độ cao 1,2 m...

Bài 3.4 trang 35 SBT Vật lí 10: Một lò sưởi điện có công suất 2,5 kW hoạt động trong khoảng thời gian từ 20h00 đến 24h00. Lò sưởi đã sử dụng bao nhiêu năng lượng điện...

Bài 3.5 trang 36 SBT Vật lí 10: Một ô tô có khối lượng m = 1,30.10³kg di chuyển trên đoạn đường ABCD có dạng như hình 3.1, trong đó BC là đoạn đường...

Bài 3.6 trang 36 SBT Vật lí 10: Một chiếc xe khối lượng m = 10,0 tấn, chuyển động trên mặt đường nằm ngang với vận tốc không đổi v = 40,0 km/h...

Bài 3.7 trang 36 SBT Vật lí 10: Trong giai đoạn gần tiếp đất, một giọt nước mưa có khối lượng m = 65,5 mg chuyển động thẳng đều với tốc độ v = 9,00 m/s...

Bài 3.8 trang 36 SBT Vật lí 10: Một người dùng lực F hợp với phương nằm ngang một góc $α = 60, 0 °$ , để kéo vật có khối lượng m = 50,0 kg...

Bài 3.9 trang 36 SBT Vật lí 10: Một người dùng lực F hợp với phương nằm ngang một góc $α = 30, 0 °$ , để đẩy vật có khối lượng m = 50,0 kg...

Bài 3.10 trang 37 SBT Vật lí 10: Một ô tô có khối lượng m = 3,50 tấn đi hết một con dốc có chiều dài s = 100 m trong khoảng thời gian $τ = 10, 0 s$ với tốc độ không đổi...

Bài 3.11 trang 37 SBT 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 theo hướng hợp...

Bài 3.12 trang 37 SBT Vật lí 10: Để múc nước từ dưới giếng lên bể người ta dùng một chiếc gầu có khối lượng m₀ = 500 g...

Bài 3.13 trang 37 SBT Vật lí 10: Khi tăng tốc một vật từ tốc độ v lên tốc độ 2v, động năng của nó A. tăng lên 2 lần.B. tăng lên 4 lần.C. giảm đi 2 lần...

Bài 3.14 trang 37 SBT Vật lí 10: Nhận xét nào sau đây là đúng về thế năng?A. Độ biến thiên thế năng phụ thuộc vào mốc tính thế năng...

Bài 3.15 trang 38 SBT Vật lí 10: Nhận xét nào sau đây là đúng nhất về cơ năng trong trọng trường?A. Cơ năng là đại lượng vô hướng luôn dương...

Bài 3.16 trang 38 SBT 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 xác định có độ cao...

Bài 3.17 trang 38 SBT 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 với vận tốc v = 54,0 km/h...

Bài 3.18 trang 38 SBT 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 so với mặt đất nằm ngang...

Bài 3.19 trang 39 SBT Vật lí 10: Một vật nhỏ khối lượng m = 500 g được lồng vào một sợi cáp kim loại mảnh đã được uốn thành một đường cong như hình 3.2...

Bài 3.20 trang 39 SBT Vật lí 10: Tính động năng của các đối tượng sau:a. Một giọt nước mưa có khối lượng m₁ = 50,0 mg rơi với vận tốc v₁ = 5,00 m/s...

Bài 3.21 trang 39 SBT Vật lí 10: Một ô tô có khối lượng m = 1,25 tấn chuyển động nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ cho đến khi đạt tốc độ v = 54,0 km/h...

Bài 3.22 trang 39 SBT 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 theo hướng hợp...

Bài 3.23 trang 39 SBT Vật lí 10: Một viên đạn có khối lượng m = 5,00 g đang bay với vận tốc v₀ = 800 m/s thì va chạm với một khúc gỗ có khối lượng M = 10,0 kg...

Bài 3.24 trang 40 SBT 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 (được chọn làm mốc thế năng)...

Bài 3.25 trang 40 SBT 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 từ một điểm có độ cao h = 20,0 m...

Bài 3.26 trang 40 SBT 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 trong nhiên liệu...

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

Bài mở đầu: Giới thiệu mục đích học tập môn vật lí

Chủ đề 1: Mô tả chuyển động

Chủ đề 2: Lực và chuyển động

Chủ đề 4: Động lượng

Chủ đề 5: Chuyển động tròn và biến dạng

1 478 12/12/2022

Trang trước

Trang sau

Xem thêm các chương trình khác: