Một ô tô có khối lương 2 tấn bắt đầu khởi hành nhờ một lực kéo của động cơ F=600N trong thời gian 20s. Biết hệ số ma sát giữa lốp xe với mặt đường là 0.2. Cho g=10m/s^2.
a, tính gia tốc và vận tốc của xe ở cuối khoảng thời gian trên
b, tính quãng đường xe đi được trong 20s đầu tiên
c, nếu người thứ hai kéo theo phương nằm ngang để giúp thì lực kéo ít nhất phải bằng bao nhiêu để thùng dịch chuyển
Ta có: :\(\left\{ \begin{array}{l}m = 2t = 2000kg\\t = 20{\rm{s}}\\\mu = 0,2\\F = 600N\end{array} \right.\)
a)
– Phương trình định luật II – Newton đối với ô-tô:
\(\overrightarrow F + \overrightarrow {{F_{m{\rm{s}}}}} + \overrightarrow N + \overrightarrow P = m\overrightarrow a \) (1)
Gắn hệ trục tọa độ Oxy (với Ox trùng phương chuyển động)
Chiếu (1) theo các phương ta được:
Ox: \(F – {F_{m{\rm{s}}}} = ma\)
Oy: \(N – P = 0\)
\( \Rightarrow a = \dfrac{{F – {F_{m{\rm{s}}}}}}{m} = \dfrac{{F – \mu N}}{m} = \dfrac{{600 – 0,2.2000.10}}{{2000}} = – 1,7m/{s^2}\)
– Vận tốc của xe ở cuối khoảng thời gian trên là:
\(v = at = – 1,7.20 = – 34m/s\)
b)
Phương trình quãng đường của xe:
\(s = {v_0}t + \dfrac{{a{t^2}}}{2} = 0 + \dfrac{{ – 1,{{7.20}^2}}}{2} = – 340m\)
[ Dựa theo công thức ta tính toán được như trên, tuy nhiên nếu vật đang đứng yên mà ta tác dụng 1 lực nhỏ hơn lực ma sát => Vật vẫn đứng yên mà không chuyển động)
c)
Để thùng dịch chuyển:
\(\begin{array}{l}F + F’ = {F_{m{\rm{s}}}}\\ \Rightarrow F’ = {F_{m{\rm{s}}}} – F\\ \Rightarrow F’ = \mu .mg – F = 0,2.2000.10 – 600 = 3400N\end{array}\)
Đáp án:
a> a=-1,7
v=-34
b> S=-1020m
c>F’=3400N
Giải thích các bước giải:
\(m = 2\tan = 2000kg;F = 600N;t = 20s;\mu = 0,2\)
a> gia tốc của vật:
\(F – {F_{m{\rm{s}}}} = m.a = > a = \frac{{F – {F_{m{\rm{s}}}}}}{m} = \frac{{600 – 0,2.2000.10}}{{2000}} = – 1,7(m/{s^2})\)
vận tốc:
\(v = a.t = – 1,7.20 = – 34(m/s)\)
b> quãng đường đi được:
\(s = v.t + \frac{{a.{t^2}}}{2} = – 34.20 – \frac{{1,{{7.20}^2}}}{2} = – 1020m\)
c> để thùng dịch chuyển:
\(F + F’ = {F_{m{\rm{s}}}} = > F’ = {F_{m{\rm{s}}}} – F = 0,2.2000.10 – 600 = 3400N\)