Bài 4 trang 168 SGK Vật lý lớp 10 nâng cao

Một cần cẩu nâng một contenơ có khối lượng 3000kg từ mặt đất lên độ cao 2m (tính theo di chuyển của trọng tâm của contenơ), sau đó đổi hướng và hạ nó xuống sàn một ô tô tải ở độ cao cách mặt đất 1,2m (Hình 35.8).

a) Tìm thế năng của contenơ trong trọng trường khi nó ở độ cao 2m. Tính công của lực phát động (lực căng của dây cáp) để nâng nó lên độ cao này.

b) Tìm độ biến thiên thế năng khi contenơ hạ từ độ cao 2m xuống sàn ô tô. Công của trọng lực có phụ thuộc cách di chuyển contenơ giữa hai vị trí đó hay không ? Tại sao ?

Giải:

Chọn mức không của thế năng tại mặt đất.

a)\(\eqalign{  & {{\rm{W}}_{{t_1}}} = mg{z_1} = 3000.9,8.2 = 58800(J)  \cr  &  \cr} \)

Coi chuyển động là đều thì công của lực phát động bằng độ lớn công cản (công của trọng lực) nên có

\({A_K} = \left| {{A_P}} \right| = {{\rm{W}}_{{t_1}}} = 58800J\)

b)\(\Delta {{\rm{W}}_t} = {{\rm{W}}_{{t_2}}} - {{\rm{W}}_{{t_1}}}\)

\(= mg({z_2} - {z_1}) = 3000.9,8.(1,2 - 2) =  - 23520(J)\)

Công của trọng lực \({A_{12}} =  - \Delta {{\rm{W}}_t} = 23520J\) không phụ thuộc cách di chuyển từ 1 xuống 2 vì nó không phụ thuộc vào dạng đường đi.