Khoảng cách giữa hai nhà ga là 10.8km. Một đầu máy xe lửa có khối lượng 1 tấn bắt đầu khởi hành từ nhà ga 1 chuyển động nhanh dần đều trong 5p, sau đó chuyển động chậm dần đều và dừng lại trước nhà ga 2. Thời gian chuyển động tổng cộng là 20p. Lực ma sát = 4% trọng lượng đầu máy. Lấy g=10m/s^2 . Tìm lực phát động của đầu máy trong từng giai đoạn chuyển động.
Gọi quãng đường đi được và gia tốc trong 2 giai đoạn (chuyển động nhanh dần đều và chuyển động chậm dần đều) là S1,a1 và S2,a2
Gọi v là vận tốc
- Trong giai đoạn chuyển động nhanh dần đều:
[tex]a1=\frac{v}{t1}=\frac{v}{5.60}=\frac{v}{300}(m/s^2)[/tex]
[tex]v^2-0=2a1S1=>S1=\frac{v^2}{2a1}=\frac{v^2}{2.\frac{v}{300}}=150v(m)[/tex]
- Trong giai đoạn chuyển động chậm dần đều:
[tex]a2=\frac{v}{t2}=\frac{v}{t-t1}=\frac{v}{20.60-5.60}=\frac{v}{900}(m/s^2)[/tex]
[tex]v^2-0=2(-a2).S2=>S2=\frac{v^2}{2.\frac{v}{900}}=450v(m)[/tex]
Ta có: S1 + S2 = 10,8km = 10800m
=> 150v + 450v = 10,800
=> v= 18(m/s)
thay v = 18 vào a1,a2 => a1 = 0,06(m/s^2) ; a2 = -0,02 (m/s^2) (a2 âm vì chuyển động chậm dần đều, a.v<0)
Trọng lượng đầu máy: P = mg = 1000.10 = 10000 N
=> Fms = 4%P = 400N
Tổng các lực tác dụng lên đoàn tàu trong 2 giai đoạn là:
Áp dụng định luật II Newton:
+ Giai đoạn chuyển động nhanh dần đều: F1 = m.a1=1000.0,06 = 60N
+ Giai đoạn chuyển động chậm dần đều: F2 = m.a2 = 1000.(-0,02) = -20N
Lực phát động đầu máy trong các giai đoạn:
+ Giai đoạn chuyển động nhanh dần đều: F = F1 + Fms = 60 + 400 = 460N
+ Giai đoạn chuyển động chậm dần đều: F' = F2 + Fms = -20 + 400 = 380N
[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Hocmai Forum 