Đáp án:
a) 1500 N; 200 m; b) 500 N; 1200 m; - 3500 N; 5 s; d) 17 m/s
Giải thích các bước giải:
Đổi: 72 km/h = 20 m/s
a) Gia tốc của xe là:
\({a_1} = \frac{{v - {v_0}}}{{{t_1}}} = \frac{{20 - 0}}{{20}} = 1\,\,\left( {m/{s^2}} \right)\)
Lực ma sát tác dụng lên xe là:
\({F_{ms}} = \mu N = \mu mg = 0,05.1000.10 = 500\,\,\left( N \right)\)
Áp dụng định luật II Niu-tơn cho xe, ta có:
\({F_1} - {F_{ms}} = ma \Rightarrow {F_1} = {F_{ms}} + m{a_1} = 500 + 1000.1 = 1500\,\,\left( N \right)\)
Quãng đường xe đi được là:
\({s_1} = \frac{{a{t_1}^2}}{2} = \frac{{{{1.20}^2}}}{2} = 200\,\,\left( m \right)\)
b) Xe chuyển động đều, ta có:
\({a_2} = 0 \Rightarrow {F_2} - {F_{ms}} = 0 \Rightarrow {F_2} = {F_{ms}} = 500\,\,\left( N \right)\)
Quãng đường xe chuyển động đều trong 1 phút là:
\({s_2} = v.{t_2} = 20.60 = 1200\,\,\left( m \right)\)
c) Gia tốc hãm phanh của xe là:
\({a_3} = \frac{{0 - {v^2}}}{{2{s_3}}} = \frac{{ - {{20}^2}}}{{2.50}} = - 4\,\,\left( {m/{s^2}} \right)\)
Áp dụng định luật II Niu-tơn cho xe, ta có:
\({F_3} - {F_{ms}} = m{a_3} \Rightarrow {F_3} = {F_{ms}} + m{a_3} = 500 + 1000.\left( { - 4} \right) = - 3500\,\,\left( N \right)\)
Thời gian xe đi thêm là:
\({t_3} = \frac{{0 - v}}{{{a_3}}} = \frac{{ - 20}}{{ - 4}} = 5\,\,\left( s \right)\)
d) Vận tốc trung bình của xe trong suốt quá trình chuyển động là;
\({v_{tb}} = \frac{s}{t} = \frac{{{s_1} + {s_2} + {s_3}}}{{{t_1} + {t_2} + {t_3}}} = \frac{{200 + 1200 + 50}}{{20 + 60 + 5}} = 17\,\,\left( {m/s} \right)\)
