Dưới tác dụng của một lực kéo không đổi nằm ngang, một xe đang đứng yên bắt đầu chuyển
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 \(g = 10\,\,m/{s^2}\).
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: \(P = \dfrac{A}{t}\)
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:
\(P = \dfrac{A}{t} = \dfrac{{82500}}{{10}} = 8250\,\,\left( W \right)\)
Hỗ trợ - Hướng dẫn
![](/themes/images/call.png)
-
024.7300.7989
-
1800.6947
(Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)
Email: lienhe@tuyensinh247.com