Một ô tô có khối lượng 3 tấn; máy có công suất 120kW, Khi chạy trên đường nằm ngang có thể có vận tốc lớn nhất là 54km/h. Ô tô phải kéo thêm một xe móc có khối lượng là 2000kg cũng trên đường đó. Tính vận tốc lớn nhất khi có xe móc
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Đổi 1 tấn = 1000 kg.
72 km/h = 20 m/s.
Trọng lượng của xe là:
\(P=10m=10000\) (N)
Công của lực kéo là:
\(A=F.s=10000.100=1000000\) (J)
Gia tốc của xe là:
\(a=\dfrac{2v^2}{s}=\dfrac{2.20^2}{100}=8\) (m/s2)
Thời gian vật đi hết quãng đường đó là:
\(t=\dfrac{v-v_0}{a}=\dfrac{20}{8}=2,5\) (s)
Công suất trung bình của lực kéo là:
\(p=\dfrac{A}{t}=\dfrac{1000000}{2,5}=400000\) (W)
Tham khảo
a. v = 54km/h = 15m/s
m = 2 tấn = 2000kg
Lực ma sát:
F\(_{ms}\)=μN=μmg=0,08.2000.10=1600N
Áp dụng định lý biến thiên động năng
12m(v\(^2\)−0)=A\(_F\)+A\(_N\)+A\(_P\)+A\(_{F_{ms}}\)
⇒12.2000.152=AF+0+0−Fms.s=AF−1600.15
⇒A\(_F\)=249000J
Lực động cơ
A\(_F\)=F.s
⇒249000=F.15
⇒F=16600N
b. Thời gian ô tô chuyển động
\(v^2-0^2\)=2as
⇒15\(^2\)=2.a.15
⇒a=7,5(m/\(s^2\))v=at
⇒15=7,5.t
⇒t=2(s)
P =12000 N
s = 1km = 1x10^3 m
v = 24km/h = 20/3 m/s
0.1 lít = 0.1 x 10-3 m3
l = 200m => h = 7m
Xe đi 1000m => h1 = 1000*7/200 = 35m
H = 28%
D = 800 kg/m3
q=4,5.107
Khối lượng 0.1 lít xăng: m = D*V = 800 * 0.1 x 10-3 = 0.8 kg
Nhiệt lượng tỏa ra của 0.1 lít xăng: Q = q*m = 4,5*107*(0.8) = 3600000 J
Công có ích Qích = H*Q= 36 * 105 * 28% = 1008*103 J
Lực chiếc xe ma sát: Fms = \(\frac{1008.10^3}{1000}=1008N\)
=> Công suất động cơ: F*v = 1008 * (20/3) = 6720 JJ/s
Lực để nâng xe lên thẳng đứng Fnâng=P*sinα=12000*35/1000=420 N
Lực để xe đi lên dốc = 420 + 1008 = 1428 N
==> v=6720/1428 = 80/17 m/s = 16.36km/h
Khối lượng của 0,1 lít xăng:
m = 0,1.10-3.800 = 0,08(kg)
Nhiệt lượng do xăng tỏa ra: Q = m.q = 0,08.4,5.107 = 0,36.107(J)
Công do ô tô sinh ra: A = H.Q = 0,28.0,36.107 = 0,1008.107(J)
Khi ô tô chuyển đông trên đường nằm ngang, ta có Fk = Fms
Mà A = Fk.s =>Fk = Fms =\(\frac{A}{s}=\frac{1008.10}{1000}=1008\left(N\right)\)=1008(N).
Mặt khác P = \(\frac{A}{t}=F.v=1008.15=15120\left(W\right)\)
Ta có :
\(P_t.1=P.h\Rightarrow P_t=\frac{P.h}{l}=\frac{12000.7}{200}=420\left(N\right)\)
Để ô tô lên đều thì \(F_k=P_t+F_{ms}=420+1008=1428\left(N\right)\)
Do công suất của động cơ không đổi nên ta có :
\(P=F_k'.V'=\frac{P}{F}=\frac{15102}{1428}\approx10,6m\text{\s}=31,1km\h\)
a. Áp dụng định lý động năng
A = W d B − W d A ⇒ A F → + A f → m s = 1 2 m v B 2 − 1 2 m v A 2
Công của lực kéo A F = F . s = 4000.100 = 4.10 5 ( J )
Công của lực ma sát
A f m s = − f m s . s = − μ N . s = − μ . m . g . s = − μ .2000.10.100 = − μ .2.10 6 ( J ) ⇒ 4.10 5 − μ .2.10 6 = 1 2 .2000.20 2 − 1 2 .2000.10 2 ⇒ μ = 0 , 05
b. Giả sử D làvị trí mà vật có vận tốc bằng không
Áp dụng định lý động năng
A = W d D − W d B ⇒ A P → + A f → m s = 1 2 m v D 2 − 1 2 m v B 2
Công trọng lực của vật
A P → = − P x . B D = − m g sin 30 0 . B D = − 10 4 . B D ( J )
Công của lực ma sát
A f m s = − f m s . B D = − μ N . B D = − μ . m . g cos 30 0 . B D = − 2000. B D ( J )
⇒ − 10 4 . B D − 2000. B D = 1 2 .2000.0 − 1 2 .2000.20 2 ⇒ B D = 33 , 333 ( m )
⇒ B C > B D nên xe không lên được đỉnh dốc.
c. Áp dụng định lý động năng
A = W d C − W d B ⇒ A F → + A P → + A f → m s = 1 2 m v C 2 − 1 2 m v B 2
Công trọng lực của vật
A P → = − P x . B C = − m g sin 30 0 . B C = − 10 4 .40 = − 4.10 5 ( J )
Công của lực ma sát
A f m s = − f m s . B C = − μ N . B C = − μ . m . g cos 30 0 . B C = − 2000.40 = − 8.10 4 ( J )
Công của lực kéo
A F → = F . B C = F .40 ( J ) ⇒ F .40 − 4.10 5 − 8.10 4 = 0 − 1 2 .2000.20 2 ⇒ F = 2000 ( N )