Lực F của gió thổi vuông góc vào cánh buồm tỉ lệ thuận với bình phương vận tốc v của gió, tức là: \(F=av^2\) (a là hằng số). Biết rằng khi vận tốc gió bằng 2m/s thì lực tác động lên cánh buồm của một con thuyền bằng 120 N.
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 12 000 N, hỏi con thuyền có thể đi được trong gió bão vận tốc gió 90 km/h hay không?
Bài giải:
a) Ta có: v = 2 m/s, F = 120 N
Thay vào công thức F = = av2ta được a . 22 = 120
Suy ra: a = 120 : 22= 120 : 4 = 30 (N/m2)
b) Với a = 30 N/m2 . Ta được F = 30v2nên khi vận tốc v = 10 m/s2 thì F = 30 . 102 = 3000N.
Khi vận tốc v = 20m/s2 thì F = 30 . 400 = 12000N
c) Gió bão có vận tốc 90 km/h hay 90000m/3600s = 25m/s. Mà theo câu b), cánh buồm chỉ chịu sức gió 20 m/s. Vậy cơn bão có vận tốc gió 90km/h thuyên không thể đi được.
