Một Xe Tải Khối Lượng 2.5 Tấn bắt đầu chuyển động nhanh dần đều. Sau khi đi được quãng đường 144m, vận tốc của xe đạt 12m/s. Hệ số ma sát giữa xe và mặt đường là µ = 0,04. Bài viết này sẽ trình bày cách tính công của các lực tác dụng lên xe trên quãng đường 144m đầu tiên.
Phân tích Lực Tác Dụng
Khi xe tải chuyển động, có ba lực chính tác dụng lên nó:
- Trọng lực (P): Hướng thẳng đứng xuống dưới, có độ lớn P = mg = 2500kg * 10m/s² = 25000N.
- Phản lực (N): Hướng thẳng đứng lên trên, có độ lớn bằng trọng lực N = P = 25000N.
- Lực ma sát (Fms): Ngược chiều chuyển động, có độ lớn Fms = µN = 0,04 * 25000N = 1000N.
Tính Công Của Các Lực
- Công của trọng lực: Vì trọng lực vuông góc với phương chuyển động nên công của trọng lực bằng 0.
- Công của phản lực: Tương tự trọng lực, phản lực cũng vuông góc với phương chuyển động nên công của phản lực bằng 0.
- Công của lực ma sát: Công của lực ma sát là công cản, được tính bằng: Ams = -Fms s = -1000N 144m = -144000J.
Tính Công Của Lực Kéo
Để tính công của lực kéo, ta cần sử dụng định lý động năng:
ΔWđ = A
Trong đó:
- ΔWđ là độ biến thiên động năng: ΔWđ = 1/2 m v² – 1/2 m v₀² = 1/2 2500kg (12m/s)² – 0 = 180000J.
- A là tổng công của tất cả các lực tác dụng lên vật.
Ta có: A = Ak + Ams (Ak là công của lực kéo).
Suy ra: Ak = A – Ams = ΔWđ – Ams = 180000J – (-144000J) = 324000J.
Kết Luận
Công của các lực tác dụng lên một xe tải khối lượng 2.5 tấn trên quãng đường 144m đầu tiên như sau:
- Công của trọng lực: 0J
- Công của phản lực: 0J
- Công của lực ma sát: -144000J
- Công của lực kéo: 324000J
Tổng công của tất cả các lực tác dụng lên xe tải là 180000J, chính bằng độ biến thiên động năng của xe.
