Một xe tải chuyển động đều đi lên một cái dốc dài $4km$, cao $60m$. Công để thắng lực ma sát bằng $40\%$ công của động cơ thực hiện. Lực kéo động cơ là $2500N$. Tính
a) Khối lượng của xe tải? Lực ma sát giữa xe và mặt đường ?
b) Vận tốc củ xe khi lên dốc ? Biết công suất của động cơ là $20kW$
c) Lực hãm phanh của xe khi xuống dốc ? Biết xe chuyển động đều ?
CHÚC BẠN HỌC TỐT !!!!!!!!!!!!!
Đáp án:
$a) m = 10000 (kg); F_{ms} = 1000 (N)$
$b) v = 8 (m/s)$
$c)$ Khi không có ma sát: $F_h = 1500 (N)$
Khi có ma sát: $F_h’ = 500 (N)$
Giải thích các bước giải:
$S = 4 (km) = 4000 (m)$
$h = 60 (m)$
$F_k = 2500 (N)$
$a)$
Công của động cơ thực hiện là:
$A_{tp} = F_k.S = 2500.4000 = 10^7 (J)$
Công của động cơ sinh ra để thắng lực ma sát là:
`A_{ms} = 40%.A_{tp} = 40%.10^7 = 4.10^6 (J)`
Lực ma sát ngược chiều chuyển động của xe và có độ lớn là:
`F_{ms} = A_{ms}/S = {4.10^6}/4000 = 1000 (N)`
Công có ích là:
$A_i = A_{tp} – A_{ms} = 10^7 – 4.10^6$
$= 6.10^6 (J)$
Ta lại có: $A_i = P.h$
Trọng lượng của xe tải là:
`P = A_i/{h} = {6.10^6}/{60} = 100000 (N)`
Khối lượng của xe tải là:
`m = P/10 = 100000/10 = 10000 (kg)`
$b)$
$P_{cs} = 20 (kW) = 20000 (W)$
Từ công thức:
$P_{cs} = Fv$
$\to$ Vận tốc của xe khi lên dốc là:
`v = P_{cs}/F_k = 20000/2500 = 8` $(m/s)$
$c)$
Khi xe xuống dốc chuyển động đều không có ma sát.
Độ lớn lực hãm phanh là:
`F_h = P. h/S = 100000. 60/4000 = 1500 (N)`
Khi xe xuống dốc chuyển động đều có ma sát như lúc lên dốc.
Độ lớn lực hãm phanh là:
`F_h’ = F_h – F_{ms} = 1500 – 1000`
`= 500 (N)`
Tóm tắt
$s = 4 \ km \ = 4000 \ m$
$h = 60 \ m$
$A_{ms} = 40\% A$
$F_{k} = 2500 \ N$
$P = 20 \ kW \ = 20000 \ W$
$a. \ m = \ ? \ kg$
$F_{ms} = \ ? \ N$
$b. \ v = \ ? \ m/s$
$c. \ F_{h} = \ ? \ N$.
Giải
$a.$
+ Khối lượng của xe tải:
+ Ta có: $A_{tp} = F.s = 2500.4000 = 10000000\ (J)$
$⇒ A_{ms} = 40\% . A_{tp} = 40\% . 10000000 = 4000000 \ (J)$
$⇒ F_{ms} = \frac {A_{ms}}{s} = \frac {4000000}{4000} = 1000 \ (N)$
$⇒ A_{i} = A_{tp} – A_{ms} = 10000000 – 4000000 = 6000000 \ (J)$
$⇒ P = \frac {A_{i}}{h} = \frac {6000000}{60} = 100000 \ (N)$
$⇒ m = \frac {P}{10} = \frac {100000}{10} = 10000 \ (kg)$.
+ Lực ma sát giữa xe và mặt đường:
+ Ta có: $A_{ms} = 40\%.A$
$F_{ms}.s= 40\%.F.s$
$F_{ms} = 40\%.F = 40\%.2500 = 1000 \ (N)$.
$b.$
+ Vận tốc của xe:
$P = F.v ⇒ v = \frac {P}{F} = \frac {20000}{2500} = 8 \ (m/s)$
$c.$
+ Lực hãm phanh khi không có ma sát:
$F_{h}.s = P.h$
$⇒ F_{h} = \frac {P.h}{S} = \frac {6000000}{4000} = 1500 \ (N)$
+ Lực hãm phanh khi có ma sát:
$F_{h_{1}} = F_{h} – F_{ms} = 1500 – 1000 = 500 \ (N)$.
XIN HAY NHẤT
CHÚC EM HỌC TỐT