Một cái thùng bằng sắt, trọng lượng \(P = 20\,\,N\), có dung tích \(V = 10\,\,l\) được thả xuống

Câu hỏi số 508878:

Vận dụng cao

Một cái thùng bằng sắt, trọng lượng \(P = 20\,\,N\), có dung tích \(V = 10\,\,l\) được thả xuống giếng để lấy nước. Mặt nước cách miệng giếng \(H = 4\,\,m\), thùng cách mặt nước \(h = 0,8\,\,m\). Tính công để kéo thùng nước lên khỏi giếng. Cho trọng lượng riêng của sắt và nước là \({d_1} = 78000\,\,N/{m^3};\,\,{d_2} = 10000\,\,N/{m^3}\). Bỏ qua kích thước của thùng so với các khoảng cách H và h.

A. 494 N.

B. 494 J.

C. 449 J.

D. 449 N.

Đáp án đúng là: B

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:508878

Phương pháp giải

Lực đẩy Ác-si-mét: \({F_A} = {d_2}.V\)

Trọng lượng: \(P = {d_1}{V_1}\)

Công cơ học: \(A = F.s\)

Giải chi tiết

Công để kéo thùng nước lên khỏi giếng được thực hiện theo 2 giai đoạn:

+ Giai đoạn 1: thùng sắt ở trong nước

Thể tích của sắt làm thùng là: \({V_1} = \dfrac{P}{{{d_1}}}\)

Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên thùng là:

\({F_A} = {V_1}.{d_2} = \dfrac{P}{{{d_1}}}{d_2}\)

Lực kéo thùng là:

\(F = P - {F_A} = P - \dfrac{{P{d_2}}}{{{d_1}}} = P.\dfrac{{{d_1} - {d_2}}}{{{d_1}}}\)

Công thực hiện là:

\({A_1} = F.h = P.h.\dfrac{{{d_1} - {d_2}}}{{{d_1}}}\)

+ Giai đoạn 2: thùng nước ở ngoài không khí:

Lực kéo thùng nước là:

\({F_2} = P + {d_2}.V\)

Công kéo thùng nước lên miệng giếng là:

\({A_2} = {F_2}.H = \left( {P + {d_2}V} \right).H\)

Công để kéo thùng nước lên khỏi giếng là:

\(\begin{array}{l}A = {A_1} + {A_2} = P.h.\dfrac{{{d_1} - {d_2}}}{{{d_1}}} + \left( {P + {d_2}V} \right).H\\ \Rightarrow A = 20.0,8.\dfrac{{78000 - 10000}}{{78000}} + \left( {20 + {{10000.10.10}^{ - 3}}} \right).4\\ \Rightarrow A \approx 494\,\,\left( J \right)\end{array}\)

Đáp án cần chọn là: B

PH/HS 2K10 THAM GIA NHÓM ĐỂ CẬP NHẬT ĐIỂM THI, ĐIỂM CHUẨN MIỄN PHÍ!

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Học trực tuyến lớp 9 và Lộ trình UP10 trên Tuyensinh247.com Đầy đủ khoá học các bộ sách: Kết nối tri thức với cuộc sống; Chân trời sáng tạo; Cánh diều. Lộ trình học tập 3 giai đoạn: Học nền tảng lớp 9, Ôn thi vào lớp 10, Luyện Đề. Bứt phá điểm lớp 9, thi vào lớp 10 kết quả cao. Hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả. PH/HS tham khảo chi tiết khoá học tại: Link