Một ô tô khối lượng 10 tấn đang chạy với vận tốc 54 km/h trên đoạn đường phẳng ngang thì bắt đầu chuyển động chậm dần đều cho tới khi bị dừng lại do tác dụng của lực ma sát với mặt đường. Cho biết hệ số ma sát là 0,3. Lấy g = 10 m/s 2 . Công của lực ma sát trong khoảng thời gian chuyển động thẳng chậm dần đều là:

Một ô tô khối lượng 10 tấn đang chạy với vận tốc 54 km/h trên đoạn…

Phương pháp giải:

+ Định luật II Niuton: $\overrightarrow F = m\overrightarrow a$

+ Độ lớn lực ma sát: ${F_{ms}} = \mu N = \mu mg$

+ Công thức liên hệ giữa s, v, a: ${v^2} - v_0^2 = 2as \Rightarrow s = \dfrac{{{v^2} - v_0^2}}{{2a}}$

+ Công thức tính công: $A = F.s.\cos \alpha$

Lời giải chi tiết:

+ Ta có: $\left\{ \begin{array}{l}m = 10T = 10\,000kg\\{v_0} = 54km/h = 15m/s\\g = 10m/{s^2}\\\mu = 0,3\end{array} \right.$

+ Theo định luật II Niu-tơn, gia tốc chuyển động chậm dần đều của ô tô có giá trị :

$a = \dfrac{{{F_{ms}}}}{m} = \dfrac{{ - \mu P}}{m} = - \mu g = - 0,3.10 = - 3\left( {m/{s^2}} \right)$

+ Ta có: ${v^2} - v_0^2 = 2as \Rightarrow s = \dfrac{{{v^2} - v_0^2}}{{2a}}$

Khi ô tô dừng hẳn thì: $v = 0 \Rightarrow s = \dfrac{{{0^2} - {{15}^2}}}{{2.\left( { - 3} \right)}} = 37,5m$

+ Công của lực ma sát trong khoảng thời gian chuyển động thẳng chậm dần đều là:

$A = {F_{ms}}.s = ma.s = 10\,000.\left( { - 3} \right).37,5 = - 1125kJ$