Các lực tác dụng lên ô tô là: Trọng lực $\overrightarrow{P} $, phản lực $\overrightarrow{N} $ của mặt đường, lực ma sát $\overrightarrow{F_{ms}} $ và lực kéo $\overrightarrow{F_k} $của động cơ ô tô. Áp dụng định luật II Niu-tơn ta có:
$\overrightarrow{P}+\overrightarrow{N}+\overrightarrow{F_{msl}} +\overrightarrow{F_k} =m\overrightarrow{a} (1)$
Chiếu (1) lên trục nằm ngang và trục thẳng đứng ta có:
$F_k-F_{msl}=ma (2)$
và $-P+N=0 \Rightarrow N=P (3)$
Từ (2) và (3) ta có:
$F_k=ma+F_{msl}=ma+\mu_1P=m(a+kg) (4)$
Theo đề bài, gia tốc chuyển động của ô tô là:
$a=\frac{v^2-v^2_0}{2s} $ với$ v=72km/h=20m/s;v_0=0;s=200m$
Suy ra: $a=1m/s^2$
Lực kéo của động cơ ô tô là:
$F_k=m(a+mg)=2000.1,5=3000N$
Vì lực kéo cùng hướng chuyển động, công do lực kéo của động cơ ô tô thực hiện trên quãng đường s là:
$A=Fs=600000J=600kJ$
Công do lực ma sát thực hiện trên quãng đường đó là:
$A=-F_{msl}.s=-\mu_1mgs=-200000J=-200kJ$
Bài viết liên quan:
- Một vật có khối lượng $m = 2$ kg đứng yên tại A. Dùng một lực F để kéo vật lên thẳng đứng một đoạn $AB = h = 1,5 m$ với gia tốc $a = 2 m/s^2$. Lấy $g = 9,8 m/s^2$.a) Tính công của lực F và công của trọng lực của vật.b) Tính động năng của vật tại B.
- Một người nâng một vật nặng $250N$ lên độ cao $2,5m$ trong $5s$. Trong khi đó, một thang máy đưa một khối lượng nặng $2800N$ lên độ cao $10m$ trong $4s$. Hãy so sánh công, công suất của người và máy đã thực hiện?
- Một ô tô chạy đều trên quãng đường nằm ngang với vận tốc $80km/h$. Đến quãng đường dốc, lực cản tăng gấp $3$ lần. Mở “ga” tối đa cũng chỉ tăng công suất động cơ lên được $1,2$ lần. Vận tốc tối đa của xe trên đường dốc là bao nhiêu?
- Một chiếc xe tải khối lượng $4$ tấn đang chuyển động với vận tốc $10m/s$ thì tăng tốc, sau khi chuyển động trên quãng đường dài $5km$ xe đạt được vận tốc $20m/s$. Cho rằng chuyển động của xe là nhanh dần đều. Tính công suất trung bình của động cơ ô tô, hệ số ma sát giữa xe và mặt đường là $k=0,05$.
- Một ô tô tăng tốc trong hai trường hợp: Từ $10km/h$ lên $18km/h$ và từ $54km/h$ lên $62km/h$. Hãy so sánh xe công thực hiện trong hai trường hợp có bằng nhau không? Tại sao?
- Một vật có khối lượng $m = 10 kg$ đặt trên mặt phẳng ngang. Kéo vật bởi một lực F hướng lên một góc $\alpha = 30^0$ so với mặt phẳng ngang để vật chuyển động đều với vận tốc $v = 2 m/s$. Lấy $g = 10 m/s^2$. Tìm công suất của lực kéo. Hệ số ma sát giữa vật với mặt phẳng ngang là $0,2$.
- Một xe có khối lượng $m = 800 kg$ chuyển động trên mặt đường ngang với vận tốc $20 m/s$ thì tài xế tăng “ga” để công suất của động cơ xe không đổi bằng $20 kW$. Bỏ qua ma sát giữa xe với mặt đường. Tìm vận tốc của xe sau thời gian tăng “ga” $10 $ giây.
- Một ô tô chạy trên đường nằm ngang với vận tốc $72km/h$. Công suất của động cơ $P=75W$.a) Tìm lực phát động của động cơ.b) Tính công của lực phát động khi ô tô chạy được quãng đường $12km$
- Người ta dùng một mặt phẳng dài 2,5m, đặt nghiêng $30^0$ so với đường nằm ngang để kéo một vật 100kg lên cao. Biết hệ số ma sát $\mu =0,01$, gia tốc trọng trường $g=10m/s^2$ và lực kéo song song với mặt phẳng nghiêng. Tính công cần thực hiện trong hai trường hợpa) Kéo đều.b) Kéo nhanh dần đều với gia tốc $2,5 m/s^2$.