Một xe ô tô khối lượng m = 2 tấn chuyển động nhanh dần đều trên đường nằm ngang với vận tốc ban đầu bằng không, đi được quãng đường s = 200m thì đạt được vận tốc v = 72km/h. Tính công do lực kéo của động cơ ô tô và do lực ma sát thực hiện trên quãng đường đó. Cho biết hệ số ma sát lăn giữa ô tô và mặt đường 0,05. Lấy g = 10m/s2.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
+ Theo định luật II Niwton:
P → + N → + F → m s + F → k = m a →
+ Chiếu lên trục nằm ngang và trục thẳng đứng ta có:
F k − F m s = m a ; − P + N = 0 ⇒ N = P = m g
Vậy: F k = m a + F m s = m a + k P = m ( a + k g )
Gia tốc chuyển động của ô tô:
a = v t 2 − v 0 2 2 s = 20 2 − 0 2 2.200 = 1 m / s 2
Lực kéo của động cơ ô tô là:
F k − m ( a + k g ) = 2000 . 1 , 5 = 3000 N .
Vì lực kéo cùng hướng chuyển động, công do lực kéo của động cơ ô tô thực hiện trên
quãng đường s là: A = F k . s = 600 . 000 J = 600 k J
Công do lực ma sát thực hiện trên quãng đường đó là:
A = − F m s . s = − k m g . s = − 200 . 000 J = − 200 k J
Chọn đáp án A
Đổi 72km/h=20m/s
Ta có: \(v^2-v_0^2=2as\Leftrightarrow20^2-0^2=2.a.200\Leftrightarrow a=1\)(m/s2)
Lực kéo của động cơ là: \(F=ma=2000.1=2000\left(N\right)\)
Lực ma sát tác dụng lên vật là: \(F_{ms}=N\mu=mg\mu=2000.10.0,2=4000\left(N\right)\)
Công lực kéo tác dụng lên là: \(A=Fs=2000.200=400000\left(J\right)\)
Công lực ma sát tác dụng lên là: \(A=Fs=4000.200=800000\left(J\right)\)
Theo định luật II Newton ta có:\(\overrightarrow{P}+\overrightarrow{N}+\overrightarrow{F_{ms}}+\overrightarrow{F_k}=m\overrightarrow{a}\)
Chiếu lên trục nằm ngang và trục thẳng đứng ta có:
\(F_k-F_{ms}=ma\) và \(-P+N=0\Rightarrow N=P=mg\)
Vậy : Fk = ma +Fms = ma + kP = m(a + kg)
Gia tốc chuyển động của ô tô:
\(-P+N=0\Rightarrow N=P=mg\)
Lực kéo của động cơ ô tô là: Fk – m (a + kg) = 2000.1,5 = 3000N.
Vì lực kéo cùng hướng chuyển động, công do lực kéo của động cơ ô tô thực hiện trên quãng đường s là:
A = Fk.s = 600.000J = 600kJ
Công do lực ma sát thực hiện trên quãng đường đó là:
A = -Fms.s = -kmg.s = - 200.000J = - 200kJ
Đổi 1 tấn = 1000 kg.
72 km/h = 20 m/s.
Trọng lượng của xe là:
\(P=10m=10000\) (N)
Công của lực kéo là:
\(A=F.s=10000.100=1000000\) (J)
Gia tốc của xe là:
\(a=\dfrac{2v^2}{s}=\dfrac{2.20^2}{100}=8\) (m/s2)
Thời gian vật đi hết quãng đường đó là:
\(t=\dfrac{v-v_0}{a}=\dfrac{20}{8}=2,5\) (s)
Công suất trung bình của lực kéo là:
\(p=\dfrac{A}{t}=\dfrac{1000000}{2,5}=400000\) (W)
\(v_0=36\)km/h=10m/s
\(v=72\)km/h=20m/s
Gia tốc vật: \(v^2-v_0^2=2aS\)
\(a=\dfrac{v^2-v^2_0}{2S}=\dfrac{20^2-10^2}{2\cdot20}=7,5\)m/s2
Thời gian thực hiện: \(v=v_0+at\)
\(\Rightarrow t=\dfrac{v-v_0}{a}=\dfrac{20-10}{7,5}=\dfrac{4}{3}s\)
a)Trước khi đi đc 20m thì:
Động lượng: \(p_0=mv_0=2000\cdot10=20000kg.m\)/s
Động năng: \(W_{đ0}=\dfrac{1}{2}mv_0^2=\dfrac{1}{2}\cdot2000\cdot10^2=10^5J\)
Sau khi đi được 20m thì:
Động lượng: \(p=m\cdot v=2000\cdot20=40000kg.m\)/s
Động năng: \(W_đ=\dfrac{1}{2}mv^2=\dfrac{1}{2}\cdot2000\cdot20^2=400000J\)
b)\(F=m\cdot a=2000\cdot7,5=15000N\)
Công vật thực hiện:
\(A=F\cdot s=15000\cdot20=300000J\)
Công suất thực hiện:
\(P=\dfrac{A}{t}=\dfrac{300000}{\dfrac{4}{3}}=225000W\)
a, Gia tốc của ô tô
\(a=\dfrac{v^2-v_0^2}{2s}=\dfrac{15^2-0^2}{2\cdot200}=\dfrac{9}{16}\left(\dfrac{m}{s^2}\right)\)
b,Theo định luật II Niu tơn
\(\overrightarrow{F_đ}+\overrightarrow{F_{ms}}+\overrightarrow{N}+\overrightarrow{P}=m\cdot\overrightarrow{a}\)
Chiếu theo trục Oy: \(N=P=mg=2000\cdot10=20000\left(N\right)\)
Chiếu theo trục Ox:
\(F_đ-F_{ms}=m\cdot a\Rightarrow F_đ-\mu N=m\cdot a\)
\(\Rightarrow\mu=\dfrac{F_đ-m\cdot a}{N}=\dfrac{2000-2000\cdot\dfrac{9}{16}}{20000}=0,04375\)
c, Theo định luật II Niu tơn
\(\overrightarrow{F_{ms}}+\overrightarrow{N}+\overrightarrow{P}=m\cdot\overrightarrow{a'}\)
Chiếu lên trục Oy: \(-F_{ms}=m\cdot a'\Rightarrow a'=\dfrac{-\mu N}{m}=\dfrac{-0,04375\cdot20000}{2000}=-\dfrac{7}{16}\left(\dfrac{m}{s^2}\right)\)
Quãng đường mà xe có chạy thêm là
\(s'=\dfrac{v'^2-v^2}{2a'}=\dfrac{0^2-15^2}{2\cdot\left(-\dfrac{7}{16}\right)}=\dfrac{1800}{7}\left(m\right)\)
Thời gian có thể đi thêm là
\(t=\dfrac{v'-v}{a}=\dfrac{0-15}{-\dfrac{7}{16}}=\dfrac{240}{7}\left(s\right)\)
Theo định luật II Newton ta có: P → + N → + F m s → + F k → = m a →
Chiếu lên trục nằm ngang và trục thẳng đứng ta có:
F k − F m s = m a và − P + N = 0 ⇒ N = P = m g
Vậy : Fk = ma +Fms = ma + kP = m(a + kg)
Gia tốc chuyển động của ô tô:
− P + N = 0 ⇒ N = P = m g
Lực kéo của động cơ ô tô là: Fk – m (a + kg) = 2000.1,5 = 3000N.
Vì lực kéo cùng hướng chuyển động, công do lực kéo của động cơ ô tô thực hiện trên quãng đường s là:
A = Fk.s = 600.000J = 600kJ
Công do lực ma sát thực hiện trên quãng đường đó là:
A = -Fms.s = -kmg.s = - 200.000J = - 200kJ