Một ô tô có khối lượng m=1t đang chuyển động với vận tốc 18km/h thì tài xế tăng tốc, xe chuyển động thẳng nhanh dần đều sau khi đi được đoạn đường 20m Thì đạt vận tốc 72km/h. Lực ma sát giữa xe và mặt đường không đổi và bằng 0,2 lần trọng lượng xe. Lấy g=10m/2.Dùng định lý động năng:
a) Tính công của các lực tác dụng lên xe trong quá trình tăng tốc trên
b) Sau đó muốn xe tiếp tục chuyển động thẳng đều ở vận tốc 72km/h thì phải thay đổi độ lớn lực kéo Động cơ xe đến giá trị nào ?
Đáp án:
a. A = 227500J
Ams = 40000J
b. F = 2000N
Giải thích các bước giải:
18km/h = 5m/s
72km/h = 20m/s
a. Gia tốc của xe là:
\[{v_2}^2 – {v_1}^2 = 2as \Rightarrow a = \frac{{{v_2}^2 – {v_1}^2}}{{2s}} = \frac{{{{20}^2} – {5^2}}}{{2.20}} = 9,375m/{s^2}\]
Lực tác dụng lên xe là:
\[ma = F – {F_{ms}} \Rightarrow F = ma + {F_{ms}} = ma + 0,2P = ma + 0,2mg = 1000.9,375 + 0,2.1000.10 = 11375N\]
Công của lực động cơ là:
\[A = F.s = 11375.20 = 227500J\]
Công của lực ma sát là:
\[{A_{ms}} = {F_{ms}}s = 0,2mg.s = 0,2.1000.10.20 = 40000J\]
Vì trọng lực và phản lực vuông góc với phương chuyển động nên không sinh công.
b. Lực kéo của động cơ để xe đi đều là:
\[F = {F_{ms}} = 0,2mg = 0,2.1000.10 = 2000N\]