Người ta dùng hệ thống ròng rọc để trục một vật cổ bằng đồng có khối lượng m = 534kg từ đáy một hồ nước rộng sâu H = 10m lên (Hình 2). Hãy tính: 1) Lực kéo khi: a. Tượng ở phía trên mặt nước. b. Tượng chìm hoàn toàn dưới nước. 2) Tính công tổng cộng của lực kéo vật từ đáy hồ lên phía trên mặt nước h = 4m. Biết trọng lượng riêng của đồng và của nước lần lượt là 89000N/m3, 10000N/m3. Bỏ qua trọng lượng của các ròng rọc.

Đáp án:

 Trọng lượng của vật là: 

$P = 10.m = 10.534 = 5340 (N)$ 

Thể tích của vật là: 

$V = \dfrac{P}{d_d} = \dfrac{5340}{89000} = 0,06 (m^3)$ 

Lực đẩy Ác si mét tác dụng lên vật là: 

$F_A = d_n.V = 10000.0,06 = 600 (N)$ 

Dùng hệ thống gồm một ròng rọc động nên được lợi hại lần về lực. 

Lực kéo vật lên khi: 

a. Vật ở trên mặt nước: 

$F_1 = \dfrac{P}{2} = \dfrac{5340}{2} = 2760 (N)$ 

b. Vật chìm hoàn toàn dưới mặt nước là: 

$F_2 = \dfrac{P - F_A}{2} = \dfrac{5340 - 600}{2} = 2370 (N)$ 

2. Công kéo vật khi ở dưới mặt nước là: 

$A_1 = (P - F_A).H = (5340 - 600).10 = 47400 (J)$ 

Công kéo vật khi vật ở trên mặt nước là: 

$A_2 = P.h = 5340.4 = 21360 (J)$ 

Công tổng cộng kéo vật là: 

$A = A_1 + A_2 = 47400 + 21360 = 68760 (J)$ 

(Vì thể tích của vật lớn nên bài này lẽ ra cần xét thêm trường hợp vật bắt đầu nhô ra khỏi mặt nước đến khi vật hoàn toàn nằm trên mặt nước)

Giải thích các bước giải: