Đăng nhập Đăng ký

ID: 23104

Vận dụng (M3)
Xét cơ chế ngắt của một Aptomat điện từ. Lõi sắt bên trong có khối lượng $\displaystyle m = 24{,}0$ g, ban đầu đứng yên. Khi xảy ra dòng ngắn mạch, từ trường tạo ra một lực điện từ không đổi $\displaystyle F = 5{,}00$ N kéo lõi sắt dịch chuyển dọc theo trục. Lõi sắt cần dịch chuyển một quãng đường $\displaystyle s = 4{,}00$ mm để đập vào lẫy ngắt mạch. Trong suốt quá trình dịch chuyển, lò xo bị nén lại tạo ra một lực cản trung bình ngược chiều chuyển động có độ lớn $\displaystyle F_{\text{cản}} = 2{,}00$ N. Điền số thích hợp vào chỗ trống để hoàn thành các kết quả sau:
“Công của lực điện từ sinh ra trong quá trình dịch chuyển là J. Tổng công của các ngoại lực tác dụng lên lõi sắt là J, nhờ đó tốc độ của lõi sắt ngay trước khi chạm vào lẫy ngắt mạch đạt m/s.”

`1`
`2`
`3`
Giải thích đáp án:
Đây là câu hỏi M3.
Đổi các đơn vị: $\displaystyle m = 24{,}0\,\text{g} = 0{,}024$ kg và $\displaystyle s = 4{,}00\,\text{mm} = 0{,}004$ m.
Công của lực điện từ thực hiện được là:
$\displaystyle A_{\text{F}} = F \cdot s = 5{,}00 \cdot 0{,}004 = 0{,}020\,\text{J}.$
Công của lực cản từ lò xo là:
$\displaystyle A_{\text{cản}} = -F_{\text{cản}} \cdot s = -2{,}00 \cdot 0{,}004 = -0{,}008\,\text{J}.$
Tổng công của các ngoại lực tác dụng lên lõi sắt là:
$\displaystyle A_{\text{tổng}} = A_{\text{F}} + A_{\text{cản}} = 0{,}020 - 0{,}008 = 0{,}012\,\text{J}.$
Áp dụng định lý động năng cho lõi sắt ban đầu đứng yên ( $\displaystyle v_0 = 0$ ):
$\displaystyle \begin{array}{rcl} W_{\text{đ}} - W_{\text{đ0}} &=& A_{\text{tổng}} \\ \Leftrightarrow \dfrac{1}{2} m v^2 &=& A_{\text{tổng}} \\ \Rightarrow v &=& \sqrt{\dfrac{2 A_{\text{tổng}}}{m}} = \sqrt{\dfrac{2 \cdot 0{,}012}{0{,}024}} = 1\,\text{m/s}. \end{array}$

để xem lời giải của câu hỏi này

Câu hỏi cùng chủ đề

Chưa có câu hỏi