Công thức tính lực kéo
1. Phương pháp giải
Công của lực kéo là đại lượng đo bằng tích độ lớn của lực kéo và hình chiếu của độ dời điểm đặt trên phương của lực kéo đó.
Lực kéo của người tác dụng lên vật cùng phương với độ dời thực hiện một công cơ học
Công thức
Khi lực kéo không đổi tác dụng lên một vật và điểm đặt của lực đó chuyển dời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực góc thì công thực hiện bởi lực kéo đó được tính theo công thức:
A = Fscosα
Trong đó F: Độ lớn lực tác dụng (N)
s: Quãng đường vật dịch chuyển (m)
A: Công (J).
α : góc hợp bởi hướng của lực với hướng chuyển dời của vật
Chiếc xe đang được kéo với một lực
Kiến thức mở rộng
- Từ các công thức trên, ta có thể tính:
+ Độ lớn lực kéo tác dụng: 
+ Quãng đường vật dịch chuyển: 
+ Góc hợp bởi hướng của lực với hướng chuyển dời của vật: 
- Công thức tính công suất:
Trong đó: là công suất (J/s hoặc W)
Akeo là công thực hiện (J)
t là thời gian thực hiện công (s)
=> Ta có thể tính công của lực kéo theo công thức: Akeo = Pt
2. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Thùng nước 10kg được kéo lên đều với vận tốc 0,5m/s trong 20s. Tính công cuả lực kéo thùng nước lên.
Lời giải:
Theo công thức tính quãng đường: s = v.t = 20.0,5 = 10 (m)
Trọng lực của thùng nước là: F = P = 10.10 = 100 (N)
=> Công thực hiện được khi kéo thùng nước lên là:
A = F.s = 100.10 = 1000 (J) = 1 kJ
Ví dụ 2: Một người dùng một lực kéo F = 200 N để kéo một vật trên sân nằm ngang, quãng đường vật dịch chuyển là 30m. Tính công của lực kéo tác dụng lên vật.
Lời giải:
Công của lực kéo tác dụng lên vật là:
A = Fk.s = 200.30 = 6000 J = 6 kJ
3. Bài tập vận dụng
Câu 1: Một ô tô khối lượng m = 1 tấn chuyển động trên mặt đường nằm ngang. Hệ số ma sát lăn giữa xe và mặt đường là μ = 0,1. Tính lực kéo của động cơ ô tô trong mỗi trường hợp sau:
a. Ô tô chuyển động thẳng đều
b. Ô tô chuyển động thẳng nhanh dần đều với gia tốc a = 2 m/s2
Lời giải:
Các lực tác dụng vào ô tô bao gồm: trọng lực P→; phản lực N→ , lực ma sát Fms→, lực kéo động cơ F→
a. Ô tô chuyển động thẳng đều ⇒ các cặp lực trực đối cân bằng nhau
⇒ N = P = mg
Và Fms = F = μmg = 0,1.103.10 = 1000 N
b. Ô tô chuyển động thẳng nhanh dần đều
Áp dụng định luật II Newton, ta có:
F→ + P→ + N→ + Fms→ = m.a→
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của xe, chiếu phương trình trên lên chiều dương, ta có:
- Fms + F = ma
⇒ F = μmg + ma = 103.(2 + 0,1.10) = 3000 N
Câu 2: Một xe khôi lượng m = 1 tấn chuyển động trên mặt đường ngang. Hệ số ma sát lăn giữa bánh xe và mặt đờng là μ = 0,2. Tính lực kéo của động cơ biết từ lúc bắt đầu chuyển động đến khi đạt vận tốc 36 km/h, vật đi được quãng đường 400 m
Lời giải:
Áp dụng định luật II Newton, ta có:
F→ + P→ + N→ + Fms→ = m.a→ (1)
Chiếu phương trình (1) lên chiều chuyển động của vật, ta có:
- Fms + F = ma
Câu 3: Một ô tô 2 tấn khởi hành sau 10s đặt 54 km/h, chuyển động trên đường ngang co hệ số ma sát 0,05. Xác định lực kéo động cơ
Lời giải:
Đổi 54 km/h = 15 m/s
Áp dụng định luật II Newton, ta có:
F→ + P→ + N→ + Fms→ = m.a→ (1)
Chiếu phương trình (1) lên chiều chuyển động của vật, ta có:
- Fms + F = ma
Câu 4: Một xe khối lượng m = 1 tấn bắt đầu chuyển động thẳng nhanh dần đều sau 10s đi được 100 m trên đường ngang. Hệ số ma sát giữa xe với đường là 0,04. Lấy g = 10 m/s2. Tìm lực kéo động cơ
Lời giải:
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật
Áp dụng định luật II Newton:
F→ + P→ + N→ + Fms→ = m.a→ (1)
Chiếu phương trình (1) lên chiều dương, ta có:
- Fms + F = ma
Câu 5: Một xe khối lượng m = 1 tấn bắt đầu chuyển động thẳng nhanh dần đều, sau 10s đạt vận tốc 10 m/s. Lực ma sát bằng 0,1 lần trọng lượng xe, lấy g = 10 m/s2. Tính lực kéo động cơ
Lời giải:
Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật
Áp dụng định luật II Newton:
F→ + P→ + N→ + Fms→ = m.a→ (1)
Chiếu phương trình (1) lên chiều dương, ta có:
- Fms + F = ma
Câu 6: Xe khối lượng 2 tấn chuyển động thẳng đều trên mặt đường nằm ngang. Tính lực kéo động cơ biết hệ sô ma sát là 0,01
A. 1000 N B. 2000 N C. 100 N D. 200 N
Lời giải:
Xe chuyển động thẳng đều ⇒ Fms = F = μmg = 0,01.2.103.10 = 200 N
Câu 7: Xe khối lượng 1 tấn chuyển động thẳng đều trên mặt đường nằm ngang. Tính lực kéo động cơ biết lực ma sát có độ lớn bằng 0,2 lần trọng lượng
A. 1000 N B. 2000 N C. 100 N D. 200 N
Lời giải:
Xe chuyển động thẳng đều ⇒ Fms = F = 0,2mg = 0,2.103.10 = 2000 N
Câu 8: Xe khối lượng 1 tấn chuyển động thẳng đều lên dốc dài 200 m, cao 10 m với vận tốc 18 km/h. Biết hệ số ma sát có giá trị 0,01. Xác định lực kéo của động cơ để xe có trạng thái nêu trên
A. 600 N B. 500 N C. 200 N D. 100 N
Lời giải:
Chọn chiều dương như hình vẽ
Áp dụng định luật II Newton:
Fms→ + P1→ + P2→ + N→ + F→ = m.a→ (1)
Chiếu phương trình (1) lên Ox, Oy, ta có:
N = P2 = Pcosα = mgcosα
F – Fms – P1 = 0 (do xe chuyển động thẳng đều)
⇒ F = μN + Psinα = μmgcosα + mgsinα = 
⇒ F = 600 N
Câu 9: Phát biểu nào sau đây là không chính xác?
A. Lực ma sát nghỉ cực đại lớn hơn lực ma sát trượt.
B. Lực ma sát nghỉ luôn luôn trực đối với lực đặt vào vật.
C. Lực ma sát xuất hiện thành từng cặp trực đối đặt vào hai vật tiếp xúc.
D. Khi vật chuyển động hoặc có xu hướng chuyển động đối với mặt tiếp xúc với nó thì phát sinh lực ma sát.
Lời giải:
Chọn B
Câu 10: Ôtô chuyển động thẳng đều mặc dù có lực kéo vì:
A. Trọng lực cân bằng với phản lực
B. Lực kéo cân bằng với lực ma sát với mặt đường
C. Các lực tác dụng vào ôtô cân bằng nhau
D. Trọng lực cân bằng với lực kéo
Lời giải:
Chọn C
Xem thêm các dạng bài tập khác:
100 bài tập về lực cân bằng - quán tính - lực ma sát (2024)
30 bài tập về Lực ma sát (2024)
30 Bài tập về trọng lực và lực căng (2024)
