Bài tập 26-27.11 trang 62 SBT Vật lý 10
Bài tập 26-27.11 trang 62 SBT Vật lý 10
Một ô tô khối lượng 1000 kg (mất phanh, tắt máy), trượt từ đỉnh xuống chân một đoạn đường dốc nghiêng AB dài 100 m và bị dừng lại sau khi chạy tiếp thêm một đoạn đường nằm ngang BC dài 35 m. Cho biết đỉnh dốc A cao 30 m và các mặt đường có cùng hệ số ma sát. Lấy g ≈ 10 m/s2. Xác định :
a) Hệ số ma sát của mặt đường.
b) Động năng của ô tô tại chân dốc B.
c) Công của lực ma sát trên cả đoạn đường ABC.
- Áp dụng công thức về độ biến thiên cơ năng: W – W0 = A
với W0 và W là cơ năng tại vị trí đầu và vị trí cuối của vật chuyển động, còn A là công của ngoại lực tác dụng lên vật. Trong trường hợp ô tô chuyển động trên mặt đường, ngoại lực tác dụng lên ô tô chính là lực ma sát Fms = µN
- Gọi hA là độ cao của đỉnh dốc A và α là góc nghiêng của mặt dốc. Khi đó :
\(\begin{array}{l} \sin \alpha = \frac{{{h_A}}}{{AB}} = \frac{{30}}{{100}} = 0,3\\ \Rightarrow \cos \alpha = \sqrt {1 - {{\sin }^2}\alpha } \approx 0,95 \end{array}\)
a) Chọn mặt đường phẳng ngang làm mốc thế năng (Wt = 0), ta có:
- Trên đoạn đường dốc AB:
\(\frac{{mv_B^2}}{2} - mg{h_A} = - \mu mg\cos \alpha .AB\)
- Trên đoạn đường ngang BC:
\(- \frac{{mv_B^2}}{2} = - \mu mg.BC\)
- Cộng hai phương trình, ta được:
\(- mg{h_A} = - \mu mg(cos\alpha .AB + BC)\)
Suy ra hệ số ma sát:
\(\begin{array}{l} \mu = \frac{{{h_A}}}{{\cos \alpha .AB + BC}}\\ = \frac{{30}}{{0,95.100 + 35}} \approx 0,23 \end{array}\)
b) Động năng của ô tô tại chân dốc B:
\(\begin{array}{l} {W_{dB}} = \frac{{mv_B^2}}{2} = \mu mg.BC\\ = 0,23.1000.10.35 = 80,5(kJ) \end{array}\)
c) Công của lực ma sát trên cả đoạn đường ABC:
Ams = Ams1 + Ams2 = - mghA ≈ - 1000.10.30 = 300 kJ
-- Mod Vật Lý 10
Copyright © 2021 HOCTAP247