Cho một máy bay lên thẳng có khối lượng , sau thời gian 2 phút máy bay lên được độ cao là 1440m. Tính công của động cơ trong hai trường hợp sau. Lấy
a. Chuyển động thẳng đều
b. Chuyển động nhanh dần đều
Quảng cáo
2 câu trả lời 21154
Ta có công của động cơ là
a. Vì máy bay chuyển động đi lên thẳng đều nên
b. Máy bay chuyển động đi lên nhanh dần đều
Mà
Để tính công của động cơ, chúng ta cần biết công thức công mà:
W = F.s
với:
W: là công, đo ở đơn vị Joule (J)
F: là lực, đo ở đơn vị Newton (N)
s: là quãng đường di chuyển, đo ở đơn vị m.
Giả sử khối lượng máy bay là m (kg), và trọng lực tác dụng lên máy bay là F = m.g (N), với g = 10 (m/s^2)
a. Chuyển động thẳng đều
Trong chuyển động thẳng đều, máy bay sẽ di chuyển với tốc độ ổn định.
Quãng đường di chuyển trong 2 phút (120 s) là:
s = v.t
= v.120 (m)
với v: tốc độ máy bay, đo ở đơn vị m/s.
Từ dữ kiện, ta có:
1440 (m) = v.120 (m)
v = 1440 / 120 = 12 (m/s).
Bây giờ, ta có thể tính lực tác dụng lên máy bay:
F = m.g = m.10 (N)
Vì máy bay chuyển động thẳng đều, nên lực F = m.g là lực quán tính.
Ta có thể tính công của động cơ:
W = F.s
= m.10.1440 (J)
Tuy nhiên, ta phải chuyển đổi m (kg) sang đơn vị hợp lý để tính công.
Giả sử m = 50000 (kg) (đây là khối lượng của máy bay).
W = 50000.10.1440 (J)
= 720000000 (J)
b. Chuyển động nhanh dần đều
Trong chuyển động nhanh dần đều, máy bay sẽ có tốc độ tăng dần.
Quãng đường di chuyển của máy bay trong 2 phút (120 s) có thể được tính như sau:
s =
\int
0
t
v (
τ
)
dτ
(
(
1
2
.
v2
)
/
g
).
t
Sử dụng dữ kiện v = 12 (m/s) tại thời điểm t = 120 (s), ta có:
1440 = (1/2 . 12. 12) / g . t
1440 = 72 / g . t
t = 1440 . g / 72
= 200 (s)
Tuy nhiên, điều này không đúng vì nó không tính được quãng đường di chuyển trong 2 phút là 1440 m.
Để tính công của động cơ trong trường hợp này, ta cần biết tốc độ của máy bay tại thời điểm t = 0 và tại mỗi thời điểm từ đó.
Tuy nhiên, không có dữ kiện nào cho phép ta có thể tính được tốc độ này.
Do đó, ta chỉ có thể tính công của động cơ trong trường hợp máy bay chuyển động thẳng đều.
Quảng cáo
Bạn muốn hỏi bài tập?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
28451
-
14447
