Ôtô khối lượng 1 tấn, ban đầu chuyển động trên đoạn đường AB = 100m nằm ngang, vận tốc xe đều từ 0 đến 36 km/h. Biết lực cản trên đoạn đường AB bằng 1% trọng lượng xe.
a. Tính công của động cơ, công suất trung bình và lực kéo của động cơ.
b. Sau đó xe tắt máy, hãm phanh và đi xuống dốc BC dài 100 m, cao 10 m. Biết vận tốc của xe ở chân dốc là 7,2 km/h. Tính lực cản trung bình tác dụng lên xe trên đoạn đường BC.
Đáp án:
a. `A = 60000 (J)`
`P = 3000 (W)`
b. `F_c = 1480 (N)`
Giải thích các bước giải:
`m = 1` tấn `=1000kg`
`v = 36\text{km/h} = 10\text{m/s}`
Giả sử `g = 10\text{m/}s^2`
`F_c = 1%P = 0,01mg = 0,01.1000.10 = 100(N)`
a. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của ô tô
Gia tốc của ô tô:
Ta có: `v^2-v_0^2 = 2aS`
`=> a = {v^2-v_0^2}/{2S} = {10^2-0^2}/{2.100}=0,5 (\text{m/}s^2)`
Áp dụng định luật II Newton cho ô tô:
`\vecP + \vecN + \vec{F_{đc}} + \vec{F_c} = m\veca \ (1)`
Lực kéo của động cơ:
Chiếu `(1)` lên chiều dương:
`F_{đc} - F_{c} = ma`
`<=> F_{đc} = F_c + ma = 100 + 1000.0,5 = 600 (N)`
Công của động cơ khi ô tô di chuyển trên đoạn đường `AB`:
`A = F_{đc}.AB.cos0^o= 600 . 100 . 1 = 60000 (J)`
Thời gian ô tô đi quãng đường `AB`:
`t = {v-v_0}/a = {10-0}/{0,5} = 20 (s)`
Công suất trung bình của động cơ khi ô tô di chuyển trên đoạn đường `AB`:
`P = A/t = 60000/20 = 3000 (W)`
b. `h = 10m; S = 100m`
`v_2 = 7,2\text{km/h} = 2\text{m/s}`
Lực cản trung bình tác dụng lên xe trên đoạn đường `BC`:
Áp dụng định lý biến thiên động năng cho ô tô:
`Wđ_{\text{sau}} - Wđ_{\text{đầu}} = A_P + A_{F_c}`
`<=> 1/2 m v_2^2 - 1/2 m v^2 = mgh + F_c.S . cos180^o`
`<=> 1/2 . 1000 . 2^2 - 1/2 . 1000 . 10^2 = 1000.10.10 + F_c. 100 .(-1)`
`<=> F_c = 1480 (N)`
Vật lý học là môn khoa học tự nhiên tập trung vào sự nghiên cứu vật chất và chuyển động của nó trong không gian và thời gian, cùng với những khái niệm liên quan như năng lượng và lực. Vật lý học là một trong những bộ môn khoa học lâu đời nhất, với mục đích tìm hiểu sự vận động của vũ trụ. Hãy khám phá và hiểu rõ những quy luật tự nhiên xung quanh chúng ta!
Lớp 10 - Năm đầu tiên ở cấp trung học phổ thông, chúng ta sẽ có nhiều bạn bè mới đến từ những nơi khác nhau. Ngôi trường mới, xa nhà hơn, mở ra một thế giới mới với nhiều điều thú vị. Hãy mở lòng đón nhận và tận hưởng những trải nghiệm mới!
Copyright © 2021 HOCTAPSGK