Một người đi xe đạp với vận tốc không đổi là 14,4 km/h trên đường nằm ngang sản ra công suất trung bình là 40 W
a. Tính lực cản chuyển động của xe
b. Người này đạp xe lên một đoạn dốc 3% (cứ đi 100m thì lên cao 3 m ) .Muốn duy trì vận tốc như cũ thì người này phải sản ra công suất bao nhiêu , biết k/l của người là 48 kg, k/l của xe là 12 kg , lúc cần chuyển động của xe không đổi .
Như ta đã biết khi vật chuyển động thẳng đều thì theo phương chuyển động ta có: \(\text{Fkéo= Fcản}\)
+ Trên mặt phẳng ngang: lực cản trở chuyển động của xe chính là lực ma sát do đó:
\(\text{Fkéo(a)= Fms(a)=μN= μP (P=mg là trọng lực của hệ người và xe)}\)
Công suất của lực kéo là: Pcs = v.Fkéo từ dữ kiện của bài ta có \(\text{Fkéo(a)= Fms(a) = 10N }\)
+ trên mặt phẳng nghiêng (mpn) lực cản gồm lực ma sát và thành phần trọng lực theo phương mpn do đó để vật chuyển động thẳng đều thì:
\(\text{Fkéo(b)= Fcản(b) = P.sinα + Fmsb = P.sinα + μPcosα = Psinα+ Fms(a)cosα}\)
→ công suất của người sinh ra là: \(\text{Pcs= Fkéo(b).v= (Psinα+ Fms(a)cosα)v}\)
Thay số ta sẽ được kết quả:
Chú ý: đổi v =14,4km/h=4m/s; hệ số ma sát trên mpn và mặt phẳng ngang là như nhau.
Với độ nghiêng 3% thì góc α (rad) rất nhỏ do đó trong tính toán ta phải sử dụng công thức gần đúng:
\(\text{sinα≈α; cosα≈ 1-α^2/2}\)
