Một đoàn tàu có khối lượng m = 100 tấn chuyển động nhanh dần đều từ địa điểm A đến địa điểm B cách nhau 2 km, khi đó vận tốc tăng từ 15m/s (tại A) đến 20m/s ( tại B). Tính công suất trung bình của đầu máy tàu trên đoạn đường AB. Cho biết hệ số ma sát là 0,005. Lấy g = 9,8m/s2.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
+ Gọi gia tốc của đoàn tàu: a = v 2 − v 0 2 t
+ v = 20 m / s v 0 = 15 m / s s = 2 k m = 2000 m ⇒ a = 20 2 − 15 2 2.200 = 0 , 04 m / s 2
+ Gọi F → là lực kéo của đầu máy và F → m s là lực ma sát trên đoàn tàu:
F → + F → m s + P → + N → = m a → ⇒ F − F m s = m a ⇒ F = F m s + m a
Với
F m s = μ N = μ P = μ m g ⇒ F = m μ . g + a = 8900 N
+ Thời gian tàu chạy từ A đến B là:
t = v 2 − v 1 a = 20 − 15 0 , 04 = 125 s
+ Công của đầu máy trên đoạn đường AB: A = F . s = 17800000 ( J )
+ Công suất trung bình của đầu máy trên đoạn đường AB:
ϑ ¯ = A t = 178.10 5 125 = 142400 W = 142 , 4 k W
Chọn đáp án A
Chọn chiều dương là chiều chuyển động:
Gia tốc của đoàn tàu:
v 2 2 − v 1 2 = 2 a s ⇒ a = v 2 2 − v 1 2 2 s = 20 2 − 10 2 2.3000 = 0 , 05 m / s 2
⇒ F − F m s = m a ⇒ F = F m s + m a = m k g + a
⇒ F = 100.000 0 , 005.10 + 0 , 05 = 10.000 N
Thời gian tàu chay từ A đến B:
t = v 2 − v 1 a = 20 − 10 0 , 05 = 200 s
Công của đầu máy trên đường AB: A = F . s = 10000 . 3000 = 3 . 1 o 7 ( . / )
Công suất trung bình của đầu máy trên đoạn đường AB:
ϑ ¯ = A t = 3.10 7 200 = 150.000 W = 150 k W
Chọn đáp án A
Chọn chiều dương là chiều chuyển động:
Gia tốc của đoàn tàu:
v 2 2 − v 1 2 = 2 a s ⇒ a = v 2 2 − v 1 2 2 s = 20 2 − 10 2 2.3000 = 0 , 05 m / s ⇒ F − F m s = m a ⇒ F = F m s + m a = m ( k g + a ) ⇒ F = 100.000 ( 0 , 005.10 + 0 , 05 ) = 10.000 N
Thời gian tàu chạy từ A đến B:
t = v 2 − v 1 a = 20 − 10 0 , 05 = 200 s
Công của đầu máy trên đường AB:
A = F . S = 10000.3000 = 3.10 7 ( J )
Công suất trung bình của đầu máy trên đoạn đường AB
℘ t b = A t = 3.10 7 200 = 150.000 w = 150 k W
Chọn đáp án A
+ Theo bài ra gốc tọa độ tại A, chiều dương từ A đến B, gốc thời gian là lúc vật 1 qua A
+ Đối vật qua A : x 0 A = 0 m ; v 0 A = 20 m / s ; a A = − 1 m / s 2 ; x A = 20 t − 1 2 . t 2 ; v A = 20 − t
+ Đối vật qua B : x 0 B = 300 m ; v 0 B = − 8 m / s ; a B = 0 m / s 2 ; x B = 300 − 8 t
Giải :
a. Theo bài ra gốc tọa độ tại A, chiều dương từ A đến B, gốc thời gian là lúc vật 1 qua A
Đối vật qua A : x 0 A = 0 m ; v 0 A = 20 m / s ; a A = − 1 m / s 2 ; x A = 20 t − 1 2 . t 2 ; v A = 20 − t
Đối vật qua B : x 0 B = 300 m ; v 0 B = − 8 m / s ; a B = 0 m / s 2 ; x B = 300 − 8 t
b. Khi hai vật gặp nhau nên ⇒ x A = x B ⇒ 20 t − 0 , 5 t 2 = 300 − 8 t ⇒ 0 , 5 t 2 − 28 t + 300 = 0
t 1 = 41 , 565 s ; t 2 = 14 , 435 s
Với t 1 = 41 , 565 s ⇒ x = 20.41 , 565 − 0 , 5.41 , 565 2 = − 3 , 2 , 5246 m L
Với t 2 = 14 , 435 s ⇒ x = 20.14 , 435 − 0 , 5.14 , 435 2 = 184 , 5154 m T / M
Vậy sau 14,435s thì hai vật gặp nhau v A = 20 − 14 , 435 = 5 , 565 m / s
khi hai vật gặp nhau vật A vẫn đang chuyển động
c. Khi vật 2 đến A ta có x B = 0 ⇒ 300 − 8 t = 0 ⇒ t = 37 , 5 s
Vật 1 dừng lại khi v A = 0 ⇒ 20 − t = 0 ⇒ t = 20 s ⇒ x A = 20.20 − 1 2 .20 2 = 200 m
Vậy khi vật 2 đến A thì vật một cách A là 200 m cách B là 100m
Chọn trục tọa độ nằm trên đường thẳng AB, chiều dương hướng từ A đến B, gốc tọa độ là A.
(xA = 0, xB = 125)
Vật thứ nhất,đi từ A đến B, có gia tốc +2 m/s², vận tốc đầu +4 m/s, tọa độ đầu 0,
có phương trình chuyển động là: x₁(t) = 1t² + 4t + 0, (t > 0
Vật thứ nhì , đi từ B đến A, có gia tốc −4 m/s², vận tốc đầu −6 m/s, tọa độ đầu +125,
có phương trình chuyển động là: x₂(t) = −2t² − 6t + 125, (t > 0)
(1a)
Thời điểm hai vật gặp nhau là thời điểm t > 0 sao cho
x₁(t) = x₂(t)
1t² + 4t = −2t² − 6t + 125, (t > 0)
3t² + 10t − 125 = 0, (t > 0)
Giải phương trình ta được t = 5 s
Vị trí lúc hai vật gặp nhau là
x₁(5) = 5² + 4×5 = 45 m
(1b)
Giả sử hai vật không va chạm khi gặp nhau và tiếp tục di chuyển với gia tốc không đổi đã cho.
Gọi v₀ là vận tốc đầu, v là vận tốc cuối sau khi đi hết quãng đường AB hay BA
Ta có công thức v² = v₀² + 2as
Đối với vật thứ nhất:
v₀ = +4 m/s, a = +2 m/s², s = (xB − xA) = 135 m,
Do đó:
v₁² = 4² + 2×2×125 = 516 (m/s)²,
Vì vật thứ nhất đi theo chiều dương nên v₁ > 0
v₁ = +√516 ≈ +22,72 m/s
Đối với vật thứ nhì:
v₀ = −6 m/s, a = −4 m/s², s = (xA − xB) = −135 m,
Do đó:
v₂² = 6² + 2×(-4)×(-125) = 1036 (m/s)²,
Vì vật thứ nhì đi theo chiều âm nên v₂ < 0
v₂ = −√1036 ≈ −32,19 m/s
Gọi gia tốc đoàn tàu là: a = v 2 − v 0 2 t
với v = 20 ( m / s ) ; v 0 = 15 ( m / s ) s = 2 ( k m ) = 2000 ( m ) ⇒ a = 20 2 − 15 2 2.200 = 0 , 04 ( m / s 2 )
Gọi F → là lực kéo đầu máy và F → m s là lực ma sát lên đoàn tàu
Ta có: F → + F m s → + P → + N → = m a → ⇒ F − F m s = m a → F = F m s + m a .
Với Fms = N = P = mg. F = m( .g + a) = 8900N.
Thời gian tàu chạy từ A đến B là:
t = v 2 − v 1 a = 20 − 15 0 , 04 = 125 ( s )
Công của đầu máy trên đoạn đường AB: A = F.s = 17800000 ( J )
Công suất trung bình của đầu máy trên đoạn đường AB:
℘ ¯ = A t = 178.10 5 125 = 142400 W = 142 , 4 ( k W )