Một thang máy có khối lượng \(m = 3\) tấn đi lên với gia tốc \(a = 1m/{s^2}\). Trong thời gian 4 giây đầu tiên công suất của thang máy là: (cho \(g = 10m/{s^2}\)). A.\(33kW\) B.\(66kW\) C.\(5,5kW\) D.\(45kW\)
Đáp án đúng: B Phương pháp giải: Sử dụng định luật II Niuton tính được lực kéo thang máy. Công thức tính quãng đường: \(s = {v_0}t + \dfrac{1}{2}a{t^2}\) Công thức tính công của lực: \(A = F.s.cos\left( {\overrightarrow F ;\overrightarrow s } \right)\) Công thức tính công suất: \(P = \dfrac{A}{t}\)Giải chi tiết:Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}m = 3T = 3000kg\\a = 1m/{s^2}\\g = 10m/{s^2}\\t = 4s\end{array} \right.\) Biểu diễn các lực tác dụng lên thang máy:
Áp dụng định luật II Niuton ta có: \(\overrightarrow F + \overrightarrow P = m.\overrightarrow a \,\,\left( * \right)\) Chiếu (*) lên Oy ta có: \(\begin{array}{l}F - P = ma \Rightarrow F = P + ma = m\left( {g + a} \right)\\ \Rightarrow F = 3000.\left( {10 + 1} \right) = 33000N\end{array}\) Quãng đường vật đi được trong 4s đầu tiên là: \(s = {v_0}t + \dfrac{1}{2}a{t^2} = 0 + \dfrac{1}{2}{.1.4^2} = 8m\) Công của lực kéo thang trong 4s đầu: \(A = F.s.\cos \left( {\overrightarrow F ;\overrightarrow s } \right) = 33000.8.\cos 0 = 264\,000J\) Công suất trung bình của lực kéo thang: \(P = \dfrac{A}{t} = \dfrac{{264000}}{4} = 66000W = 66kW\) Chọn B.