Định luật về công

Bố trí một ròng rọc cố định và hai ròng rọc động thành hệ thống như hình sẽ được lợi về lực 4 lần.

Vì hệ thống có 1 ròng rọc động nên $ F=\dfrac{P}{2} $ . Như vậy, lực kéo giảm đi 2 lần so với khi kéo vật lên trực tiếp.

Công sinh ra khi kéo vật trên tấm ván thứ nhất là: $ {{A}_{1}}={{F}_{1}}.{{l}_{1}} $

Công sinh ra khi kéo vật trên tấm ván thứ hai là: $ {{A}_{2}}={{F}_{2}}.{{l}_{2}} $

Vì sử dụng các loại máy cơ đơn giản không được lợi về cùng kéo một vật nặng trên các tấm ván có độ dài khác như thì công như nhau.

Do đó, $ {{A}_{1}}={{A}_{2}}\Rightarrow {{F}_{1}}.{{l}_{1}}={{F}_{2}}.{{l}_{2}}\Rightarrow \dfrac{{{F}_{1}}}{{{F}_{2}}}=\dfrac{{{l}_{2}}}{l{}_{1}} $

Vì $ {{l}_{2}} < {{l}_{1}}\Rightarrow {{F}_{1}} < {{F}_{2}} $

Vậy lực kéo vật trên tấm ván thứ nhất nhỏ hơn trên tấm ván thứ hai.

Trong cả hai cách công thực hiện là như nhau. Cách thứ nhất cho lợi về đường đi. Cách thứ hai cho lợi về lực.

Kéo vật lên cao bằng ròng rọc động thì được lợi hai lần về lực nhưng thiệt hại hai lần về đường đi.

Vật được nâng lên cao 7m thì đầu dây tự do phải kéo đi một đoạn bằng 14m. Vậy công do người công nhân thực hiện là:

$ A=F.S=160N.14m=2240J $

Kéo vật lên cao bằng ròng rọc động thì được lợi hai lần về lực nhưng thiệt hại hai lần về đường đi.

Vật được nâng lên cao 5m thì đầu dây tự do phải kéo đi một đoạn bằng 10m. Vậy công do người công nhân thực hiện là:

$ A=F.S=200N.10m=2000J $

Bố trí ba ròng rọc cố định động thành hệ thống như hình bên sẽ được lợi về lực 6 lần.

Vì theo định luật về công thì không có một máy cơ đơn giản nào cho ta lợi về công nên công thực hiện ở hai cách đều như nhau.

Vật nặng có khối lượng 50kg nghĩa là trọng lượng bằng:

$ P=10.m=10.50=500N. $

Công của lực kéo vật lên mặt phẳng nghiêng là:

$ {{A}_{1}}=F.\ell $

Công của lực kéo trực tiếp vật theo phương thẳng đứng là:

$ {{A}_{2}}=P.h=500N.2m=1000J $

Theo định luật về công thì $ {{A}_{1}}={{A}_{2}} $

$ \Rightarrow F.\ell =P.h\Rightarrow \ell =\dfrac{P.h}{F}=\dfrac{1000}{100}=10m $

Đòn bẩy ở trạng thái cân bằng, nghĩa là $ OA=\dfrac{3}{2}OB $

Quả cầu A tác dụng lên đầu A một lực $ {{P}_{A}} $

Quả cầu B tác dụng lên đầu B một lực $ {{P}_{B}} $

Ta có: $ \dfrac{{{P}_{A}}}{{{P}_{B}}}=\dfrac{OB}{OA}=\dfrac{2}{3}\Rightarrow {{P}_{A}}=\dfrac{2}{3}{{P}_{B}}\Rightarrow {{m}_{A}}=\dfrac{2}{3}{{m}_{B}} $

Quả cầu B nặng hơn quả cầu A nên quả cầu A là rỗng.

Trong cả hai cách công thực hiện là như nhau. Công mà mỗi công nhân phải sản ra để chất đầy một xe hàng:

$ A=P.h=50000.0,8=40000J=40KJ $

Phát biểu đúng là các máy cơ đơn giản không cho lợi về công.

Vì hệ thống palăng gồm 1 ròng rọc cố định và 2 ròng rọc động nên: $ F=\dfrac{P}{4} $

Vậy lực kéo giảm đi 4 lần.

Ròng rọc cố định có tác dụng làm thay đổi hướng của lực kéo so với khi kéo trực tiếp chứ không có tác dụng làm giảm lực nâng.

Theo định luật về công thì không có một máy cơ đơn giản nào cho ta lợi về công nên công thực hiện ở hai cách đều như nhau.