Một ô tô có khối lượng 1 tấn, khi tắt máy chuyển động xuống dốc có góc nghiêng 30 thì chuyển động thẳng đều. Khi lên dốc đó với vận tốc không đổi bằng 36km/h thì động cơ ô tô phải có công suất là P, lấy g = 10 m/s2 . Giá trị của p bằng bao nhiêu Kw ?
Quảng cáo
6 câu trả lời 111
Bài toán đã cho:
Khối lượng ô tô: m=1 tấn=1000 kg
Góc dốc: α=30∘
Khi tắt máy, ô tô xuống dốc thẳng đều, tức là lực ma sát Fms cân bằng thành phần trọng lực dọc dốc.
Khi lên dốc với tốc độ không đổi v=36 km/h, tìm công suất động cơ P.
Gia tốc trọng trường: g=10 m/s²
Bước 1: Xác định lực cản khi chuyển động thẳng đều
Khi xe xuống dốc thẳng đều, lực kéo về phía dốc do trọng lực dọc dốc Gdọc cân bằng lực ma sát Fc:
Fc=Gdọc=mgsinα
Thay số:
Fc=1000⋅10⋅sin30∘=10000⋅0.5=5000 N
Như vậy lực cản Fc=5000 N
Bước 2: Tính lực mà động cơ phải cung cấp khi lên dốc
Khi lên dốc với tốc độ không đổi, động cơ phải cung cấp lực Fđộng cơ để cân bằng lực ma sát và thành phần trọng lực dọc dốc:
Fđộng cơ=Fc+mgsinα
Ta đã tính Fc=5000 N
và:
mgsinα=1000⋅10⋅0.5=5000 N
Fđộng cơ=5000+5000=10000 N
Lực động cơ cần cung cấp: F=10000 N
Bước 3: Chuyển tốc độ sang đơn vị SI
Vận tốc v=36 km/h → m/s:
v=36⋅=10 m/s
Bước 4: Tính công suất động cơ
Công suất cơ học được tính:
P=F⋅v
P=10000⋅10=100000 W=100 kWP
Kết quả
P=100 kW
Giải thích chi tiết:
Khi ô tô xuống dốc thẳng đều, lực ma sát Fc cân bằng trọng lực dọc dốc. Đây là lực cản tổng cộng mà động cơ phải thắng khi lên dốc.
Khi lên dốc với tốc độ không đổi, động cơ phải cung cấp lực để cân bằng: lực ma sát + thành phần trọng lực dọc dốc.
Công suất được tính bằng tích lực × vận tốc theo hệ SI.
Kết quả ra kW là: 100000 W=100 kW
Để giải bài toán này, chúng ta sẽ phân tích lực tác dụng lên ô tô trong hai trường hợp: khi xuống dốc và khi lên dốc.
1. Phân tích khi ô tô xuống dốc (tắt máy)
Khi ô tô tắt máy mà vẫn chuyển động thẳng đều xuống dốc, điều đó có nghĩa là thành phần lực thế của trọng lực kéo ô tô xuống cân bằng với lực ma sát cản trở chuyển động.
Đổi khối lượng: $m = 1 \text{ tấn} = 1000 \text{ kg}$.
Góc nghiêng: $\alpha = 30^\circ$.
Thành phần trọng lực song song với mặt dốc: $P_x = m \cdot g \cdot \sin(\alpha)$.
Vì xe chuyển động thẳng đều nên lực ma sát bằng với thành phần này:
2. Phân tích khi ô tô lên dốc
Khi ô tô lên dốc với vận tốc không đổi, động cơ phải sinh ra một lực kéo $F$ để thắng cả lực ma sát và thành phần trọng lực hướng xuống dưới.
Đổi vận tốc: $v = 36 \text{ km/h} = 10 \text{ m/s}$.
Lực kéo của động cơ cần thiết là:
3. Tính công suất của động cơ
Công suất $P$ được tính bằng tích của lực kéo và vận tốc:
Đổi đơn vị sang kW:
Đáp số: Giá trị của $P$ bằng $100 \text{ kW}$.
Khi ô tô xuống dốc thẳng đều, lực ma sát Fc cân bằng trọng lực dọc dốc. Đây là lực cản tổng cộng mà động cơ phải thắng khi lên dốc.
Khi lên dốc với tốc độ không đổi, động cơ phải cung cấp lực để cân bằng: lực ma sát + thành phần trọng lực dọc dốc.
Công suất được tính bằng tích lực × vận tốc theo hệ SI.
Kết quả ra kW là: 100000 W=100 kW
kW.
Dưới đây là các bước giải chi tiết:
1. Phân tích khi ô tô xuống dốc
Khi ô tô tắt máy và xuống dốc với vận tốc không đổi (chuyển động thẳng đều), các lực tác dụng lên ô tô theo phương song song với mặt dốc cân bằng nhau. Các lực này bao gồm thành phần của trọng lực theo phương dốc
và lực ma sát
.
Ta có phương trình:
Thay số:
2. Phân tích khi ô tô lên dốc
Khi ô tô lên dốc với vận tốc không đổi
, lực phát động của động cơ (
) phải thắng được cả thành phần trọng lực cản và lực ma sát.
Phương trình cân bằng lực theo phương dốc:
Vì góc nghiêng và hệ số ma sát không đổi nên
và
vẫn giữ giá trị như cũ:
3. Tính công suất động cơ
Công suất
của động cơ khi ô tô chuyển động thẳng đều với vận tốc
được tính bằng công thức:
Thay các giá trị đã biết:
Đổi đơn vị sang kW:
✅ Câu trả lời
Công suất của động cơ ô tô khi lên dốc là
kW.
Bài toán đã cho:
Khối lượng ô tô: m=1 tấn=1000 kg
Góc dốc: α=30∘
Khi tắt máy, ô tô xuống dốc thẳng đều, tức là lực ma sát Fms cân bằng thành phần trọng lực dọc dốc.
Khi lên dốc với tốc độ không đổi v=36 km/h, tìm công suất động cơ P.
Gia tốc trọng trường: g=10 m/s²
Bước 1: Xác định lực cản khi chuyển động thẳng đều
Khi xe xuống dốc thẳng đều, lực kéo về phía dốc do trọng lực dọc dốc Gdọc cân bằng lực ma sát Fc:
Fc=Gdọc=mgsinα
Thay số:
Fc=1000⋅10⋅sin30∘=10000⋅0.5=5000 N
Như vậy lực cản Fc=5000 N
Bước 2: Tính lực mà động cơ phải cung cấp khi lên dốc
Khi lên dốc với tốc độ không đổi, động cơ phải cung cấp lực Fđộng cơ để cân bằng lực ma sát và thành phần trọng lực dọc dốc:
Fđộng cơ=Fc+mgsinα
Ta đã tính Fc=5000 N
và:
mgsinα=1000⋅10⋅0.5=5000 N
Fđộng cơ=5000+5000=10000 N
Lực động cơ cần cung cấp: F=10000 N
Bước 3: Chuyển tốc độ sang đơn vị SI
Vận tốc v=36 km/h → m/s:
v=36⋅10003600=10 m/s
Bước 4: Tính công suất động cơ
Công suất cơ học được tính:
P=F⋅v
P=10000⋅10=100000 W=100 kWP
Kết quả
P=100 kW
Giải thích chi tiết:
Khi ô tô xuống dốc thẳng đều, lực ma sát Fc cân bằng trọng lực dọc dốc. Đây là lực cản tổng cộng mà động cơ phải thắng khi lên dốc.
Khi lên dốc với tốc độ không đổi, động cơ phải cung cấp lực để cân bằng: lực ma sát + thành phần trọng lực dọc dốc.
Công suất được tính bằng tích lực × vận tốc theo hệ SI.
Kết quả ra kW là: 100000 W=100 kW
Quảng cáo
Bạn cần hỏi gì?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
153380 -
99845
-
Hỏi từ APP VIETJACK
Đã trả lời bởi chuyên gia
61243
