Vì sao công nâng cabin có đối trọng không bằng riêng độ tăng thế năng của cabin?

Giải thích nguyên lý

Khi cabin lên, đối trọng có thể đi xuống và giảm thế năng. Động cơ cần cung cấp phần tăng cơ năng của cả hệ cùng hao phí, không chỉ của một cabin. Tuy nhiên cáp vẫn có thể chịu lực lớn; giảm công thuần không có nghĩa mọi lực căng đều nhỏ.

Ví dụ tính từng bước

Cabin và tải 300 kg lên đều 1 m trong khi đối trọng 200 kg xuống đều 1 m, g = 10 m/s². Thế năng cabin tăng 3000 J, đối trọng giảm 2000 J; cơ năng hệ tăng 1000 J. Bỏ hao phí, công động cơ cần cung cấp là 1000 J, không phải 3000 J.

Điểm dễ hiểu sai

Nếu cabin/đối trọng tăng tốc thì còn phải xét động năng; không dùng kết quả đều để suy mọi pha hoạt động.

Tự kiểm tra

Nếu quá trình mất thêm 200 J do cản, công vào cần 1200 J trong mô hình.

Điều kiện áp dụng

Cáp không giãn, hai phía đi cùng độ lớn quãng đường, chuyển động đều, mô hình truyền động lý tưởng ngoài hao phí đã nêu.

Đọc hình minh họa

Cabin lên 1 m và đối trọng xuống 1 m, hai phần biến thiên thế năng có dấu được cộng cho cả hệ. Các mũi tên chỉ đại lượng theo nhãn; hình định tính không dùng để đo tỉ lệ lực hoặc độ dài. Các đồ thị đọc theo số liệu và đơn vị hai trục.

Học tiếp

Công của lực bằng Fs cos alpha khi nào Định lí động năng liên hệ tổng công ra sao