Lực F của gió khi thổi vuông góc vào cánh buồm tỉ lệ thuận với bình phương vận tốc v của gió, tức là F = a v 2 (a là hằng số). Biết rằng khi vận tốc gió bằng 2 m/s thì lực tác động lên cánh buồm của một con thuyền bằng 120N (Niu-tơn).
a) Tính hằng số a.
b) Hỏi khi v = 10 m/s thì lực F bằng bao nhiêu? Cùng câu hỏi này khi v =20 m/s?
c) Biết rằng cánh buồm chỉ có thể chịu được một áp lực tối đa là 12000N, hỏi con thuyền có thể đi được trong gió bão với vận tốc gió 90 km/h hay không?
a) Ta có: F = a v 2
Khi v = 2 m/s thì F = 120N nên ta có: 120 = a . 2 2 ⇔ a = 30 .
b) Do a= 30 nên lực F được tính bởi công thức : F = 30 v 2 .
+ Với v = 10m/s thì F(10) = 30 . 10 2 = 3000 ( N )
+ Với v = 20 m/s thì F(20) = 30 . 20 2 = 12000 (N)
c) Ta có 90km/h = 25 m/s.
Với v = 25m/s thì F(25) = 30 . 25 2 = 18750 ( N ) > 12000 ( N )
Vậy con thuyền không thể đi được trong gió bão với vận tốc gió 90km/h.
