Dưới tác dụng của một lực kéo không đổi nằm ngang, một xe đang đứng yên bắt đầu chuyển

Câu hỏi số 672126:

Vận dụng cao

Dưới tác dụng của một lực kéo không đổi nằm ngang, một xe đang đứng yên bắt đầu chuyển động thẳng nhanh dần đều đi hết quãng đường S = 50m thì đạt vận tốc v = 10m/s. Xác định công suất trung bình của lực kéo, biết rằng khối lượng xe m = 1500kg, hệ số ma sát giữa bánh xe và mặt đường nằm ngang \(\mu = 0,01\). Lấy \(g = 10\,\,m/{s^2}\).

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:672126

Phương pháp giải

Mối liên hệ giữa quãng đường, vận tốc, gia tốc: \({v^2} - {v_0}^2 = 2as\)

Gia tốc: \(a = \dfrac{{v - {v_0}}}{t}\)

Công thức định luật II Newton: \(\overrightarrow F = m\overrightarrow a \)

Lực ma sát: \({F_{ms}} = \mu N\)

Công của lực: \(A = F.s.\cos \alpha \)

Công suất trung bình: \(P = \dfrac{A}{t}\)

Giải chi tiết

Áp dụng mối liên hệ giữa quãng đường, vận tốc, gia tốc, ta có:

\(\begin{array}{l}{v^2} - {v_0}^2 = 2as \Rightarrow a = \dfrac{{{v^2} - {v_0}^2}}{{2s}}\\ \Rightarrow a = \dfrac{{{{10}^2} - {0^2}}}{{2.50}} = 1\,\,\left( {m/{s^2}} \right)\end{array}\)

Thời gian chuyển động của xe là:

\(t = \dfrac{{v - {v_0}}}{a} = \dfrac{{10 - 0}}{1} = 10\,\,\left( s \right)\)

Ta có hình vẽ:

Áp dụng công thức định luật II Newton, ta có:

\(\overrightarrow P + \overrightarrow N + \overrightarrow {{F_k}} + \overrightarrow {{F_{ms}}} = m\overrightarrow a \,\,\left( * \right)\)

Chiếu (*) lên trục Oy, ta có:

\( - P + N = 0 \Rightarrow N = P = mg\)

Độ lớn lực ma sát tác dụng lên vật là:

\({F_{ms}} = \mu N = \mu mg\)

Chiếu (*) lên trục Ox, ta có:

\(\begin{array}{l}F - {F_{ms}} = ma \Rightarrow F = {F_{ms}} + ma\\ \Rightarrow F = \mu mg + ma\\ \Rightarrow F = 0,01.1500.10 + 1500.1 = 1650\,\,\left( N \right)\end{array}\)

Công của lực kéo là:

\(A = F.s = 1650.50 = 82500\,\,\left( J \right)\)

Công suất của lực kéo là:

\(P = \dfrac{A}{t} = \dfrac{{82500}}{{10}} = 8250\,\,\left( W \right)\)

Tham Gia Group Dành Cho 2K9 Chia Sẻ, Trao Đổi Tài Liệu Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Học trực tuyến Lớp 10 cùng thầy cô giáo giỏi tại Tuyensinh247.com, (Xem ngay) Cam kết giúp học sinh học tốt, bứt phá điểm 9,10 chỉ sau 3 tháng, làm quen kiến thức, định hướng luyện thi TN THPT, ĐGNL, ĐGTD ngay từ lớp 10