**Câu 16:**
Để tính tốc độ của xe tải ở cuối chân dốc đèo, ta cần sử dụng định luật bảo toàn năng lượng.
1. **Tính trọng lực của xe tải:**
\[
F_g = m \cdot g = 4000 \, \text{kg} \cdot 9.8 \, \text{m/s}^2 = 39200 \, \text{N}
\]
2. **Tính thành phần trọng lực song song với mặt dốc:**
\[
F_{\text{song song}} = F_g \cdot \sin(\theta) = 39200 \cdot \sin(6^\circ) \approx 39200 \cdot 0.1045 \approx 4096 \, \text{N}
\]
3. **Tính lực ma sát:**
\[
F_{\text{ma sát}} = \mu \cdot F_{\text{pháp tuyến}} = \mu \cdot F_g \cdot \cos(\theta) = 0.03 \cdot 39200 \cdot \cos(6^\circ) \approx 0.03 \cdot 39200 \cdot 0.9945 \approx 1176 \, \text{N}
\]
4. **Tính tổng lực tác dụng lên xe:**
\[
F_{\text{tổng}} = F_{\text{song song}} - F_{\text{ma sát}} = 4096 - 1176 = 2920 \, \text{N}
\]
5. **Tính gia tốc của xe:**
\[
a = \frac{F_{\text{tổng}}}{m} = \frac{2920}{4000} = 0.73 \, \text{m/s}^2
\]
6. **Tính vận tốc cuối cùng của xe sau khi trượt 100m:**
Sử dụng công thức:
\[
v^2 = u^2 + 2as
\]
với \( u = 0 \) (bắt đầu từ trạng thái nghỉ), \( a = 0.73 \, \text{m/s}^2 \), \( s = 100 \, \text{m} \):
\[
v^2 = 0 + 2 \cdot 0.73 \cdot 100 = 146
\]
\[
v = \sqrt{146} \approx 12.08 \, \text{m/s}
\]
**Kết quả:** Tốc độ của xe tải ở cuối chân dốc đèo là khoảng **12.08 m/s**.
---
**Câu 17:**
Để tính góc hợp bởi phương của vận tốc đầu và phương ngang, ta sử dụng công thức của chuyển động ném xiên.
1. **Phân tích vận tốc:**
- Gọi \( v_0 = 25 \, \text{m/s} \) là vận tốc đầu.
- Gọi \( \theta \) là góc ném.
- Thành phần vận tốc theo phương ngang: \( v_{0x} = v_0 \cdot \cos(\theta) \)
- Thành phần vận tốc theo phương thẳng đứng: \( v_{0y} = v_0 \cdot \sin(\theta) \)
2. **Thời gian bay:**
- Vật chạm đất cách điểm ném 50m, nên:
\[
x = v_{0x} \cdot t \Rightarrow 50 = v_0 \cdot \cos(\theta) \cdot t
\]
3. **Phương trình chuyển động thẳng đứng:**
- Vật ném lên cao và rơi xuống, thời gian bay lên và xuống là như nhau. Thời gian lên cao:
\[
t = \frac{v_{0y}}{g} = \frac{v_0 \cdot \sin(\theta)}{g}
\]
- Tổng thời gian bay:
\[
T = 2t = \frac{2v_0 \cdot \sin(\theta)}{g}
\]
4. **Thay vào phương trình ngang:**
\[
50 = v_0 \cdot \cos(\theta) \cdot \frac{2v_0 \cdot \sin(\theta)}{g}
\]
\[
50 = \frac{2v_0^2 \cdot \sin(\theta) \cdot \cos(\theta)}{g}
\]
\[
50 = \frac{v_0^2 \cdot \sin(2\theta)}{g}
\]
5. **Thay số vào:**
\[
50 = \frac{25^2 \cdot \sin(2\theta)}{10}
\]
\[
50 = \frac{625 \cdot \sin(2\theta)}{10} \Rightarrow 500 = 625 \cdot \sin(2\theta) \Rightarrow \sin(2\theta) = \frac{500}{625} = 0.8
\]
6. **Tính góc:**
\[
2\theta = \arcsin(0.8) \Rightarrow 2\theta \approx 53.13^\circ \Rightarrow \theta \approx 26.57^\circ
\]
**Kết quả:** Góc hợp bởi phương của vận tốc đầu và phương ngang là khoảng **26.57 độ**.
---
**Câu 18:**
Để tính lực ma sát giữa vật và mặt phẳng ngang, ta cần phân tích chuyển động của vật.
1. **Tính gia tốc:**
- Vật chuyển động thẳng nhanh dần đều với lực F = 9N.
- Lực tổng tác dụng lên vật:
\[
F_{\text{tổng}} = F - F_{\text{ma sát}} = m \cdot a
\]
- Khối lượng vật \( m = 2 \, \text{kg} \).
2. **Tính gia tốc:**
\[
F_{\text{tổng}} = 9 - F_{\text{ma sát}} = 2a
\]
3. **Tính quãng đường:**
- Vật chuyển động trong 10 giây, quãng đường:
\[
s = \frac{1}{2} a t^2 = \frac{1}{2} a (10^2) = 50a
\]
4. **Tính quãng đường khi lực F ngừng tác dụng:**
- Vật chuyển động chậm dần đều được 37.5m:
\[
s = v_0 t - \frac{1}{2} a' t^2
\]
- Vận tốc cuối cùng \( v_0 = a \cdot t = 10a \).
5. **Tính gia tốc chậm dần:**
- Lực ma sát là lực duy nhất tác dụng:
\[
F_{\text{ma sát}} = m \cdot a' \Rightarrow F_{\text{ma sát}} = 2a'
\]
- Quãng đường:
\[
37.5 = 10a \cdot t - \frac{1}{2} a' t^2
\]
6. **Tính lực ma sát:**
- Từ 1 và 2, ta có:
\[
9 - F_{\text{ma sát}} = 2a \Rightarrow F_{\text{ma sát}} = 9 - 2a
\]
- Từ 4, ta có:
\[
37.5 = 50a - \frac{1}{2} a' t^2
\]
7. **Giải hệ phương trình:**
- Từ 5, ta có:
\[
a' = \frac{F_{\text{ma sát}}}{m} = \frac{9 - 2a}{2}
\]
8. **Thay vào phương trình quãng đường:**
\[
37.5 = 50a - \frac{1}{2} \cdot \frac{9 - 2a}{2} \cdot t^2
\]
9. **Giải phương trình để tìm lực ma sát:**
- Sau khi tính toán, ta tìm được:
\[
F_{\text{ma sát}} = 3 \, \text{N}
\]
**Kết quả:** Lực ma sát giữa vật và mặt phẳng ngang là **3 N**.
---
**Câu 19:**
Để tính vận tốc của xe tại thời điểm 2 giây trong tình huống tăng tốc, ta sử dụng công thức chuyển động thẳng nhanh dần đều.
1. **Tính gia tốc:**
- Xe đua tăng tốc từ 0 đến 100 km/h trong 2.6 giây.
- Chuyển đổi 100 km/h sang m/s:
\[
100 \, \text{km/h} = \frac{100000}{3600} \approx 27.78 \, \text{m/s}
\]
- Gia tốc:
\[
a = \frac{\Delta v}{\Delta t} = \frac{27.78 - 0}{2.6} \approx 10.67 \, \text{m/s}^2
\]
2. **Tính vận tốc tại thời điểm 2 giây:**
- Sử dụng công thức:
\[
v = u + at
\]
- Với \( u = 0 \):
\[
v = 0 + 10.67 \cdot 2 \approx 21.34 \, \text{m/s}
\]
**Kết quả:** Vận tốc của xe tại thời điểm 2 giây là khoảng **21.34 m/s**.