III. Bài tập
1. Một người đi xe đạp xuống một cái dốc dài l00m hết 25s. Xuống hết dốc, xe đạp lăn tiếp đoạn đường dài 50m trong 20s rồi mới dừng hẳn. Tính vận tốc trung bình của người đi xe đạp trên mỗi đoạn đường và trên cả quãng đường.
2. Một người có khối lượng 45kg. Diện tích tiếp xúc với mặt đất của mỗi bàn chân là 150 $cm^{2}$. Tính áp suất người đó tác dụng lên mặt đất khi:
a) Đứng cả hai chân.
b) Co một chân.
3. M và N là hai vật giống hệt nhau được thả vào hai chất lỏng khác nhau có trọng lượng riêng d1 và d2 (H.18.2).
a) So sánh lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên M và N.
b) Trọng lượng riêng của chất lỏng nào lớn hơn?
4. Hãy tính công mà em thực hiện được, khi đi đều từ tầng một lên tầng hai của ngôi trường em (em tự cho các dữ kiện cần thiết).
5. Một lực sĩ cử tạ nâng quả tạ khối lượng 125kg lên cao 70 cm trong thời gian 0,3 s. Trong trường hợp này lực sĩ đã hoạt động với công suất trung bình là bao nhiêu?
Bài Làm:
1. Vận tốc trung bình trên đoạn đường đầu là:
$v_{tb1}=\frac{S_{1}}{t_{1}}=\frac{100}{25}=4$m/s
Vận tốc trung bình trên đoạn đường đầu là:
$v_{tb2}=\frac{S_{2}}{t_{2}}=\frac{50}{20}=2,5$m/s
Vận tốc trung bình trên đoạn đường đầu là:
$v_{tb}=\frac{S_{1}+S_{2}}{t_{1}+t_{2}}=\frac{100+50}{25+20}=3,3$m/s
2. Trọng lượng của người là: P = 45.10 = 450 N.
a) Khi đứng cả hai chân thì diện tích tiếp xúc với mặt đất là:
S = 150.2 = 300$cm^{2}$ = 0,03 $m^{2}$.
Áp suất khi đứng cả hai chân là:
$p = \frac{F}{S}=\frac{450}{0,03}=15000$N/$m^{2}$.
b) Khi co một chân thì diện tích tiếp xúc giảm 1/2 lần:
$S_{1}$ = S/2 = 150 $cm^{2}$ = 0,015 $m^{2}$.
Áp suất khi đứng một chân là:
$p = \frac{F}{S_{1}}=\frac{450}{0,015}=30000$N/$m^{2}$.
3. a) Khi vật nổi, lực đẩy Ác-si-mét bằng đúng trọng lượng của vật. Vì hai vật giống hệt nhau nên trọng lượng hai vật bằng nhau: $P_{A} = P_{B}$.
Vậy lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên hai vật bằng nhau.
b) Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật M là: $F_{A1} = d_{1}.V_{1}$ ($V_{1}$ là thể tích phần vật M chìm trong chất lỏng).
Lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật N là: $F_{A2} = d_{2}.V_{2}$ ($V_{2}$ là thể tích phần vật N chìm trong chất lỏng).
Theo hình vẽ ta thấy thì $V_{1} > V_{2}$
Mà $F_{A1} = F_{A2} \Rightarrow d_{1} < d_{2}$. Vậy trọng lượng riêng của chất lỏng 2 lớn hơn.
4. Giả sử khối lượng của em là 35kg, khi đó trọng lượng là 350N; độ cao từ tầng 1 lên tầng 2 là 4m.
Khi đi đều từ tầng 1 lên tầng 2, lực nâng người F = P.
Công thực hiện: A = F.h = 350.4 = 1400J.
5. Trọng lượng của quả tạ là: P = 125.10 = 1250 N.
Lực sĩ thực hiện một công là: A = P.h = 1250.0,7 = 875J.
Công suất trung bình của lực sĩ là:
p=$\frac{A}{t}=\frac{875}{0,3}$ = 2916,67W