Một ô tô có khối lượng m = 1,20 tấn chuyển động lên

Haylamdo biên soạn và sưu tầm lời giải Sách bài tập Vật lí 10 Một ô tô có khối lượng m = 1,20 tấn chuyển động lên sách Cánh diều hay, ngắn gọn sẽ giúp học sinh nắm vững cách làm bài và dễ dàng làm bài tập trong SBT Vật lí 10 Bài 3.17 trang 38.

Giải SBT Vật lí 10 Chủ đề 3: Năng lượng

Bài 3.17 trang 38 sách bài tập Vật lí 10: Một ô tô có khối lượng m = 1,20 tấn chuyển động lên trên một con dốc phẳng có độ dài S = 1,50 km với vận tốc v = 54,0 km/h. Chiều cao của đỉnh dốc so với mặt phẳng nằm ngang đi qua chân dốc (gốc thế năng nằm ở chân dốc) là

h = 30,0 m. Biết gia tốc rơi tự do là g = 9,80 m/s².

a. Tính thế năng của ô tô ở đỉnh con dốc.

b. Lấy gốc thời gian là lúc ô tô ở chân dốc, tìm thời điểm thế năng của ô tô bằng $\epsilon =25,0\%$ thế năng của nó tại đỉnh dốc.

c. Xác định công suất của động cơ ô tô biết rằng tỉ số giữa thế năng của ô tô với công mà động cơ của nó thực hiện là $\eta =90,0\%$ .

Lời giải:

a. Thế năng của ô tô khi nó ở đỉnh dốc

${\text{W}}_{th}=mgh=1200.9,8.30=352800J$

b. Ta có: $\frac{{\text{W}}_t}{{\text{W}}_{th}}=\frac{mg{h}_t}{mgh}=\frac{h_t}{h}=\frac{S_t}{S_h}=\frac{vt}{S}=\epsilon$

Trong đó h_t là độ cao của ô tô (so với chân dốc) ở thời điểm t, s_t là quãng đường ô tô đi được trong khoảng thời gian t.

$\Rightarrow t=\frac{\epsilon S}{v}=\frac{0,25.1500}{\frac{54}{3,6}}=25,0s$

c. Ta có: $\eta =\frac{W_t}{A}=\frac{mg{h}_t}{\text{P}t}$

Từ câu b, ta có: $h_t=\frac{hvt}{S}\Rightarrow \eta =\frac{mghv}{\text{P}S}$

Công suất của động cơ ô tô là

$\text{P}=\frac{mghv}{\eta S}=\frac{1,\mathrm{2.1000.9},\mathrm{8.30.}\frac{54}{3,6}}{90\%.1,5.1000}=3920W$