Một đầu tàu có khối lượng M = 50 tấn được nối với một toa xe có khối lượng m = 20 tấn. Đoàn tàu bắt đầu rời ga với gia tốc a = 0,2 m/ s 2 . Bỏ qua ma sát lăn giữa bánh xe và mặt đường ray và khối lượng của các bánh xe. Lấy g = 10 m/ s 2 . Tính lực căng ở chỗ nối.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Chọn trục Ox theo chiều chuyển động.
Lực phát động là lực ma sát nghỉ từ phía mặt đường tác dụng lên các bánh xe phát động của đầu tàu. Lực này hướng về phía trước, gây ra gia tốc cho cả đoàn tàu.
F p d = (M + m)a = (50000 + 20000).0,2 = 14000 N.
Đầu tàu kéo toa xe bằng một lực, gọi là lực kéo của đầu tàu (ở đây là lực căng T 2 )
F k = 4000 N.
Theo ĐL II Newton: \(\overrightarrow{F}+\overrightarrow{F_{ms}}+\overrightarrow{N}+\overrightarrow{P}=m\overrightarrow{a}\)
Chiếu ptr theo các phương:
Ox: \(F-F_{ms}=ma\)
Oy: \(N-P=0\)
\(=>a=\dfrac{F-F_{ms}}{m}=\dfrac{F-\mu N}{m}=\dfrac{600-\left(0,2\cdot2000\cdot10\right)}{2000}=-1,7\left(\dfrac{m}{s^2}\right)\)
\(=>v=at=-1,7\cdot2=-3,4\left(\dfrac{m}{s}\right)\)
Ta có :\(m_1=10tan;v_1=1,2\frac{m}{s}\)
\(m_2=20tan;v_2=0,6\frac{m}{s}\)
\(m_3=10tan\)
Bảo toàn động lượng:
2 xe:
\(m_1.v_1+m_2.v_2=\left(m_1+m_2\right).v_{12}\)
\(\rightarrow v_{12}=\frac{m_1.v_1+m_2.v_2}{m_1+m_2}=\frac{10.1,2+20.0,6}{10+20}=0,8\frac{m}{s}\)
3 xe:
\(m_1.v_1+m_2.v_2=\left(m_1+m_2+m_3\right).v_{123}\)
\(\rightarrow v_{123}=\frac{m_1.v_1+m_2.v_2}{m_1+m_2+m_3}=\frac{10.1,2+20.0,6}{10+20+10}=0,6\frac{m}{s}\)
Tàu có khối lượng 10 tấn nên trọng lượng của tàu là:
P = 10.m = 10.10000 = 100000 N
Khi bánh tàu lăn đều trên đường sắt thì lực kéo cân bằng lực cản nên lực ma sát bằng Fms = 5000N.
So với trọng lượng đầu tàu thì lực ma sát bằng:
Bạn vẽ hình và phân tích lực giúp mình nha.
a. Ta có: \(v=v_0+at\Leftrightarrow8=0+a.20\Leftrightarrow a=0,4\)(m/s2)
Quãng đường xe đi trong 20 giây đầu là: \(x=\dfrac{1}{2}at^2=\dfrac{1}{2}0,4.20^2=80m\)
b.
Áp dụng định luật II-Niuton ta có: \(\overrightarrow{P}+\overrightarrow{N}+\overrightarrow{F_{ms}}+\overrightarrow{F}=m\overrightarrow{a}\)
\(\Rightarrow F=F_{ms}-ma=N\mu-ma=P\mu-ma=5.10^3.10.0,1-5.10^3.0,4=3000N\)
Xét riêng toa xe:
T 2 = ma = 20000.0,2 = 4000 N.