Một ô tô khối lượng 1 tấn, bắt đầu chuyển động thẳng nhanh dần đều trên đường nằm ngang, khi đi được 150m thì đạt vận tốc 54km/h. Lực ma sát giữa xe và mặt đường luôn luôn là 400N. a. Tính gia tốc của ô tô? b. Tìm lực kéo của động cơ? c. Sau đó tài xế tắt máy. Hỏi xe chạy thêm trong bao lâu và đi thêm quãng đường bao nhiêu thì dừng lại?
Đáp án:
\(a)\,\,0,75\,\,m/{s^2};\,\,b)\,\,1150\,\,N;\,\,c)\,\,37,5\,\,s;\,\,281,25\,\,m\)
Giải thích các bước giải:
Đổi: 54 km/h = 15 m/s
a) Gia tốc của xe là:
\(a = \frac{{{v^2}}}{{2s}} = \frac{{{{15}^2}}}{{2.150}} = 0,75\,\,\left( {m/{s^2}} \right)\)
b) Áp dụng định luật II Niu-tơn, ta có:
\({F_k} – {F_{ms}} = ma \Rightarrow {F_k} = {F_{ms}} + ma = 400 + 1000.0,75 = 1150\,\,\left( N \right)\)
c) Sau khi tắt máy, chỉ có lực ma sát tác dụng lên xe:
\({F_{ms}} = ma’ \Rightarrow a’ = \frac{{{F_{ms}}}}{m} = \frac{{400}}{{1000}} = 0,4\,\,\left( {m/{s^2}} \right)\)
Thời gian xe chạy từ lúc tắt máy đến khi dừng hẳn là:
\(t’ = \frac{v}{{a’}} = \frac{{15}}{{0,4}} = 37,5\,\,\left( s \right)\)
Quãng đường xe chạy từ lúc tắt máy đến khi dừng hẳn là:
\(s’ = \frac{{{v^2}}}{{2a’}} = \frac{{{{15}^2}}}{{2.0,4}} = 281,25\,\,\left( m \right)\)