Một ôtô có khối lượng 4 tấn đang chuyển động với vận tốc 18 km/h thì tăng tốc độ, sau khi đi được quãng đường 50 m, ôtô đạt vận tốc 54 km/h. Biết hệ số ma sát giữa bánh xe và mặt đường là \(\mu\) = 0,05. Tính lực kéo của động cơ ôtô trong thời gian tăng tốc, thời gian từ lúc tăng tốc đến lúc đạt vận tốc 72 km/h và quãng đường ôtô đi được trong thời gian đó.
Đổi : 4 tấn =4000 kg; 18 km/h=5m/s; 54km/h=15 m/s ; 72 km/h=20m/s
Gia tốc của ô tô đó
\(a=\dfrac{v^2-v_0^2}{2s}=\dfrac{15^2-5^2}{2\cdot50}=2\left(\dfrac{m}{s^2}\right)\)
Theo định luật Niu-tơn II
\(N+F_k+F_{ms}+P=m\cdot a\)
Chiếu theo Oy: N =P = mg=4000.10=40000(N)
Chiếu theo Ox:\(F_k-F_{ms}=m\cdot a\Rightarrow F_k=m\cdot a+\mu\cdot N=4000\cdot2+0,05\cdot40000=10000\left(N\right)\)
Thời gian từ lúc tăng tốc đến lúc đạt vận tốc 72 km/h
\(t=\dfrac{v'-v_0}{a}=\dfrac{20-5}{2}=7,5\left(s\right)\)
Quãng đường đi được trong thời gian đó
\(s=\dfrac{v'^2-v_0^2}{2a}=\dfrac{20^2-5^2}{2\cdot2}=93,75\left(m\right)\)