Bài 1: Một ô tô có khối lượng 3tấn chuyển động đều trên đường nằm ngang với vận tốc 54km/h. Công suất của động cơ là 15kWa. Tính lực cản mặt đường. (1000N)b. Sau đó ô tô tăng tốc, sau khi đi được quãng đường s= 400m thì vận tốc ô tô là 90km/h. Tính công và công suất trung bình trên đoạn đường đó. (106J, 50000W )
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
a. Khi ô tô chuyển động đều, áp dụng định luật II Newton ta có
P → + N → + F k → + F m s → = 0
Chiếu lên trục nằm ngang và trục thẳng đứng ta có:
Fk – Fms = 0 Fk = Fms và
− P + N = 0 ⇒ N = P = m g ⇒ F k = F m s = μ N = μ m g ⇒ μ = F k m g
M à ℘ = F . v ⇒ F k = ℘ v = 20000 10 = 2000 ( N ) ⇒ μ = 2000 4000.10 = 0 , 05
b. Gia tốc chuyển động của ô tô:
a = v t 2 − v 0 2 2 s = 15 2 − 10 2 2.250 = 0 , 25 ( m / s 2 )
Áp dụng định luật II Newton ta có: P → + N → + F k → + F m s → = m a → (5)
Chiếu (5) lên trục nằm ngang và trục thẳng đứng ta tìm được
F k − F m s = m a ; N = P = m g ⇒ F k = m a + μ m g = 4000.0 , 25 + 0 , 05.4000.10 = 3000 ( N )
Công suất tức thời của động cơ ô tô ở cuối quãng đường là:
℘ = Fkvt = 3000.15 = 45000W.
Ta có: v = v 0 + a t ⇒ t = v − v 0 a = 15 − 10 0 , 25 = 20 ( s )
Vận tốc trung bình của ô tô trên quãng đường đó
v ¯ = s t = 250 20 = 12 , 5 ( m / s ) .
Công suất trung bình của động cơ ô tô trên quãng đường đó là:
℘ ¯ = F k . v ¯ = 375000 ( W )
Tham khảo
a. v = 54km/h = 15m/s
m = 2 tấn = 2000kg
Lực ma sát:
F\(_{ms}\)=μN=μmg=0,08.2000.10=1600N
Áp dụng định lý biến thiên động năng
12m(v\(^2\)−0)=A\(_F\)+A\(_N\)+A\(_P\)+A\(_{F_{ms}}\)
⇒12.2000.152=AF+0+0−Fms.s=AF−1600.15
⇒A\(_F\)=249000J
Lực động cơ
A\(_F\)=F.s
⇒249000=F.15
⇒F=16600N
b. Thời gian ô tô chuyển động
\(v^2-0^2\)=2as
⇒15\(^2\)=2.a.15
⇒a=7,5(m/\(s^2\))v=at
⇒15=7,5.t
⇒t=2(s)
P =12000 N
s = 1km = 1x10^3 m
v = 24km/h = 20/3 m/s
0.1 lít = 0.1 x 10-3 m3
l = 200m => h = 7m
Xe đi 1000m => h1 = 1000*7/200 = 35m
H = 28%
D = 800 kg/m3
q=4,5.107
Khối lượng 0.1 lít xăng: m = D*V = 800 * 0.1 x 10-3 = 0.8 kg
Nhiệt lượng tỏa ra của 0.1 lít xăng: Q = q*m = 4,5*107*(0.8) = 3600000 J
Công có ích Qích = H*Q= 36 * 105 * 28% = 1008*103 J
Lực chiếc xe ma sát: Fms = \(\frac{1008.10^3}{1000}=1008N\)
=> Công suất động cơ: F*v = 1008 * (20/3) = 6720 JJ/s
Lực để nâng xe lên thẳng đứng Fnâng=P*sinα=12000*35/1000=420 N
Lực để xe đi lên dốc = 420 + 1008 = 1428 N
==> v=6720/1428 = 80/17 m/s = 16.36km/h
Khối lượng của 0,1 lít xăng:
m = 0,1.10-3.800 = 0,08(kg)
Nhiệt lượng do xăng tỏa ra: Q = m.q = 0,08.4,5.107 = 0,36.107(J)
Công do ô tô sinh ra: A = H.Q = 0,28.0,36.107 = 0,1008.107(J)
Khi ô tô chuyển đông trên đường nằm ngang, ta có Fk = Fms
Mà A = Fk.s =>Fk = Fms =\(\frac{A}{s}=\frac{1008.10}{1000}=1008\left(N\right)\)=1008(N).
Mặt khác P = \(\frac{A}{t}=F.v=1008.15=15120\left(W\right)\)
Ta có :
\(P_t.1=P.h\Rightarrow P_t=\frac{P.h}{l}=\frac{12000.7}{200}=420\left(N\right)\)
Để ô tô lên đều thì \(F_k=P_t+F_{ms}=420+1008=1428\left(N\right)\)
Do công suất của động cơ không đổi nên ta có :
\(P=F_k'.V'=\frac{P}{F}=\frac{15102}{1428}\approx10,6m\text{\s}=31,1km\h\)
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)