Một ô tô đang chạy trên đường nằm ngang với vận tốc 90km/h thì lên dốc có góc nghiêng so với mặt phẳng ngang là α=30\(^0\). Hỏi ô tô lên được một đoạn đường bao nhiêu m thì dừng? Xét hai trường hợp:
a. Mặt dốc không có ma sát.
b. Hệ số ma sát trên mặt dốc là 0.1
Một ô tô có khối lượng 2 tấn đang chuyển động trên đường thẳng nằm ngang AB dài 100m, khi qua A vận tốc ô tô là 10m/s và đến B vận tốc của ô tô là 20m/s. Biết độ lớn của lực kéo là 4000N.
a. Tìm hệ số ma sát µ1 trên đoạn đường AB.
b. Đến B thì động cơ tắt máy và lên dốc BC dài 40m nghiêng 30o so với mặt phẳng ngang. Hệ số ma sát trên mặt dốc là µ2 = 1 5 3 . Hỏi xe có lên đến đỉnh dốc C không?
c. Nếu đến B với vận tốc trên, muốn xe lên dốc và dừng lại tại C thì phải tác dụng lên xe một lực có độ lớn thế nào?
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 )
Sau khi tắt máy để xuống một dốc phẳng, một ô tô khối lượng 1000 kg chuyển động thẳng với vận tốc không đổi 54 km/h. Mặt dốc hợp với mặt đất phẳng ngang một góc α , với sin α = 0,04. Lấy g ≈ 10 m/ s 2 . Hỏi động cơ ô tôphải có công suất bằng bao nhiêu để ô tô có thể chuyển động lên dốc phảng này với cùng vận tốc 54 km/h ?
Theo định luật II Niu-tơn, chuyển động thẳng của ô tô trên mặt dốc được mô tả bởi phương trình :
ma = F + P 1 + F m s = F + mgsin α + μ mgcos α (1)
trong đó a là gia tốc của ô tô, F là lực của động cơ, P 1 = mg sin α là thành phần trọng lực ô tô hướng song song với mặt dốc phẳng nghiêng, F m s = μ mgcos α là lực ma sát của mặt dốc.
Khi ô tô tắt máy (F = 0) và chuyển động đều (a = 0) xuống dốc với vận tốc v = 54 km/h, thì theo (1) ta có :
P 1 + F m s = 0 ⇒ mgsin α = - μ mgcos α (2)
Khi ô tô nổ máy (F ≠ 0) và chuyển động đều (a = 0) lên dốc với cùng vận tốc v = 54 km/h = 15 m/s, thì theo (1) ta có :
F + P 1 + F m s = 0 ⇒ F = -(mgsin α + μ mgcos α ) . (3)
Thay (2) vào (3), ta tìm được : |F| = 2mgsina.
Như vậy, ô tô phải có công suất:
P = |F|v= 2.1000.10.0,04.15 = 12 kW
Một ô tô có khối lượng 2 tấn khi đi qua A có vận tốc 72 km/h thì tài xế tắt máy, xe chuyển động chậm dần đều đến B thì có vận tốc 18km/h. Biết quãng đường AB nằm ngang dài 100m.
a, Xác định hệ số ma sát μ 1 trên đoạn đường AB.
b, Đến B xe vẫn không nổ máy và tiếp tục xuống dốc nghiêng BC dài 50m, biết dốc hợp với mặt phẳng nằm ngang một góc α = 30 0 . Biết hệ sồ ma sát giữa bánh xe và dốc nghiêng là μ 2 = 0 , 1 . Xác định vận tốc của xe tại chân dốc nghiêng C.
a. Ta có v A = 72 ( k m / h ) = 20 ( m / s ) ; v B = 18 ( k m / h ) = 5 ( m / s )
Chọn mốc thế năng tại AB
Theo định luật bảo toàn năng lượng W A = W B + A m s
W A = 1 2 m v A 2 = 1 2 .2000.20 2 = 4.10 5 ( J ) W B = 1 2 m v B 2 = 1 2 .2000.5 2 = 25000 ( J ) A m s = μ 1 . m . g . A B = μ 1 .2000.10.100 = 2.10 6 . μ 1 ( J ) ⇒ 4.10 5 = 25000 + 2.10 6 . μ 1 ⇒ μ 1 = 0 , 1875
b. Chọn mốc thế năng tại C
z B = B C . sin 30 0 = 50.0 , 5 = 25 ( m )
Theo định luật bảo toàn năng lượng W B = W C + A m s
W B = 1 2 m v B 2 + m g z B = 1 2 .2000.5 2 + 2000.10.25 = 525000 ( J ) W C = 1 2 m v C 2 = 1 2 .2000. v C 2 = 1000. v C 2 ( J )
A m s = μ 2 . m . g . cos 30 0 . B C = 0 , 1.2000.10. 3 2 .50 = 86602 , 54 ( J ) ⇒ 525000 = 1000 v C 2 + 86602 , 54 ⇒ v C = 20 , 94 ( m / s )
Một ô tô đang chuyển động với tốc độ 72 km/h thì tắt máy và đi lên một cái dốc dài 100 m, cao 28 m. Hệ số ma sát lăn giữa xe và mặt đường là 0,2. Lấy g = 10 m/s 2 . Tìm gia tốc của ô tô khi lên dốc. Ô tô có lên được hết dốc không? Giải thích
Một ô tô chạy với công suất không đổi, đi lên 1 dốc nghiêng góc a=30độ với vận tốc v1=30km/h và cũng xuống dốc đó với vận tốc v2=70km/h.Hỏi ô tô đó chạy trên đường nằm ngang với vận tốc là bao nhiêu?Cho biết hệ số ma sát của đường là như nhau cho cả hai đoạn đường.Cho rằng xe chuyển động thẳng đều.
Gọi công suất của ô tô là Q
hệ số ma sát là k
KHi ô tô lên dốc nó chuyển động đều---> các lực căn bằng theo phương // với mặt phẳng nghiêng
chúng gồm Fms, Thành phần P1, và lực đẩy của ôtô
Bạn vẽ hình ra sẽ dễ thấy hơn
trong đó Fms=m.g.cos30.k
P1=m.g.sin30
lực đẩy F=Q\V1
Ta lập dc pt thứ nhất:
m.g.sin30 + m.g.cos30.k=Q\V1
Tương tự, khi xuống dốc ta lập dc pt thứ 2:
m.g.sin30+Q\V2=m.g.cos.k
Giải 2 pt tìm được Q và k
Khi xe chạy trên đườg ngang thì F cản=lực kéo của xe
gọi vận tốc khi đó là v thì
Q\v=mgk
Giải ra tìm được v
Một vật đang chuyển động với vận tốc ban đầu v 0 = 8 m / s thì lên dốc cao 0,8m rồi tiếp tục chạy trên mặt phẳng ngang như hình vẽ, mặt phẳng ngang có hệ số ma sát là 0,6. Lấy g = 10 m / s 2 , hỏi nó chuyển động được bao xa trên mặt phẳng ngang thì dừng, coi chiều dài dốc không đáng kể so với quãng đường nó chuyển động được ở mặt phẳng ngang
A. 2m
B. 4m
C. 6m
D. 8m
Chọn B
Áp dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa cơ năng ở hai vị trí chân dốc và ở vị trí đầu dốc
E 1 − E 0 = μ 1 m g S 1 → S t = 0 1 2 m v 0 2 ⏟ E 0 = 1 2 m v 2 + m g h ⏟ E 1 ⇒ v = v 0 2 − 2 g h
Áp dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa cơ năng ở hai vị trí đầu dốc và vị trí vật dừng lại
0 − 1 2 m v 2 = − μ 2 m g . S 2 ⇒ S 2 = v 2 2 μ g = v 0 2 − 2 g h 2 μ g = 4 m
Một người đi ô tô lên một đoạn đường dốc dài 2km hết 10 phút . Khi lên hết dốc, xe lăn tiếp một quãng đường nằm ngang dài 30km trong 1 giờ rồi dừng lại. Tính vận tốc trung bình của xe khi lên dốc, trên quãng đường nằm ngang và trên cả hai quãng đường.
Một ô tô khối lượng m = 2 tấn lên dốc có độ nghiêng α = 30 0 So với phương ngang, vận tốc đều 10,8 km/h. Công suất của động cơ lúc là 60kW. Tìm hệ số ma sát giữa ô tô và mặt đường
Ta có công suất động cơ là
℘ = A t = F . v ( 1 )
Mà lực kéo của vật
F = m g sin α + μ m g cos α ( 2 )
Từ ( 1 ) và ( 2 ) ta có
μ = ℘ v . m . g . cos α − tan α = 60.10 3 3.2000.10. 3 2 − 1 3 = 3 3
