Một ô tô, khối lượng là 4 tấn đang chuyển động đều trên con đường

* Hướng dẫn giải

a. Khi ô tô chuyển động đều, áp dụng định luật II Newton ta có 

$\overrightarrow{P}+\overrightarrow{N}+\overrightarrow{F_k}+\overrightarrow{F_{ms}}=0$                              

Chiếu lên trục nằm ngang và trục thẳng đứng ta có: 

F_k – F_ms = 0  F_k = F_ms và 

$$\begin{gathered} -P+N=0\Rightarrow N=P=mg \\ \Rightarrow F_k=F_{ms}=\mu N=\mu mg\Rightarrow \mu =\frac{F_k}{mg} \end{gathered}$$

$$\begin{gathered} Mà \wp =F.v\Rightarrow F_k=\frac{\wp }{v}=\frac{20000}{10}=2000\left(N\right) \\ \Rightarrow \mu =\frac{2000}{4000.10}=0,05 \end{gathered}$$

b. Gia tốc chuyển động của ô tô:  

$a=\frac{v_t^2-v_0^2}{2s}=\frac{{15}^2-{10}^2}{2.250}=0,25(m/s^2)$

Áp dụng định luật II Newton ta có: $\overrightarrow{P}+\overrightarrow{N}+\overrightarrow{F_k}+\overrightarrow{F_{ms}}=m\overrightarrow{a}$ (5)

Chiếu (5) lên trục nằm ngang và trục thẳng đứng ta tìm được

$$\begin{gathered} F_k-F_{ms}=ma;N=P=mg \\ \Rightarrow F_k=ma+\mu mg \\ =4000.0,25+0,\mathrm{05.4000.10}=3000\left(N\right) \end{gathered}$$

Công suất tức thời của động cơ ô tô ở cuối quãng đường là:

 $\wp$  = F_kv_t = 3000.15 = 45000W.

Ta có:$v=v_0+at\Rightarrow t=\frac{v-v_0}{a}=\frac{15-10}{0,25}=20\left(s\right)$

Vận tốc trung bình của ô tô trên quãng đường đó

$\overline{v}=\frac{s}{t}=\frac{250}{20}=12,5(m/s).$

Công suất trung bình của động cơ ô tô trên quãng đường đó là: 

$\overline{\wp }=F_k.\overline{v}=375000\left(W\right)$