Để tính được lực có khả năng kéo ô tô xuống dốc, chúng ta cần phân tích lực tác dụng lên ô tô.
Các lực tác dụng lên ô tô:
Trọng lực (P): Hướng thẳng đứng xuống dưới, có độ lớn 15000N.
Phản lực của mặt dốc (N): Vuông góc với mặt dốc.
Lực ma sát (Fms): Ngược chiều với chuyển động có thể có của ô tô, song song với mặt dốc.
Lực kéo (Fk): Lực cần tìm, hướng theo chiều chuyển động của ô tô, song song với mặt dốc.
Phân tích lực:
Để tính lực kéo, ta chỉ cần xét các lực tác dụng song song với mặt dốc.
Thành phần trọng lực dọc theo mặt dốc (Px): Px = P.sin(15°) = 15000 . sin(15°) ≈ 3889 N.
Lực ma sát (Fms): Giá trị lực ma sát phụ thuộc vào hệ số ma sát trượt giữa lốp xe và mặt dốc, là một đại lượng cần biết thêm.
Lực kéo tối thiểu:
Nếu bỏ qua ma sát: Để kéo ô tô xuống dốc với vận tốc không đổi, lực kéo tối thiểu bằng đúng thành phần trọng lực dọc theo mặt dốc: Fk(min) = Px ≈ 3889 N.
Nếu có ma sát: Lực kéo tối thiểu sẽ bằng tổng của thành phần trọng lực dọc theo mặt dốc và lực ma sát: Fk(min) = Px + Fms.
Kết luận:
Lực có khả năng kéo ô tô xuống dốc phụ thuộc vào hệ số ma sát.
Nếu bỏ qua ma sát, lực kéo tối thiểu cần thiết là khoảng 3889 N.
Nếu có ma sát, lực kéo tối thiểu sẽ lớn hơn 3889 N.