**Câu 2:**
Để giải bài này, ta sẽ sử dụng các công thức liên quan đến chuyển động nhanh dần đều và lực ma sát.
1. **Gia tốc của ô tô:**
- Vận tốc cuối: \( v = 72 \, \text{km/h} = 20 \, \text{m/s} \)
- Quãng đường: \( S = 200 \, \text{m} \)
- Sử dụng công thức:
\[
v^2 = v_0^2 + 2aS \implies 20^2 = 0 + 2a \cdot 200 \implies 400 = 400a \implies a = 1 \, \text{m/s}^2
\]
2. **Lực kéo của động cơ ô tô:**
- Khối lượng ô tô: \( m = 2 \, \text{tấn} = 2000 \, \text{kg} \)
- Trọng lực: \( P = mg = 2000 \cdot 10 = 20000 \, \text{N} \)
- Lực ma sát:
\[
F_{ma\_sat} = \mu P = 0.05 \cdot 20000 = 1000 \, \text{N}
\]
- Lực kéo:
\[
F = ma + F_{ma\_sat} = 2000 \cdot 1 + 1000 = 3000 \, \text{N}
\]
3. **Công do lực kéo của động cơ ô tô thực hiện trên quãng đường S:**
\[
A = F \cdot S = 3000 \cdot 200 = 600000 \, \text{J} = 600 \, \text{kJ}
\]
4. **Công của lực ma sát:**
\[
A_{ma\_sat} = -F_{ma\_sat} \cdot S = -1000 \cdot 200 = -200000 \, \text{J} = -200 \, \text{kJ}
\]
**Kết quả:**
a. Gia tốc: \(1 \, \text{m/s}^2\)
b. Lực kéo: \(3000 \, \text{N}\)
c. Công của lực kéo: \(600 \, \text{kJ}\)
d. Công của lực ma sát: \(-200 \, \text{kJ}\)
---
**Câu 3:**
1. **Tính lực kéo của động cơ thang máy:**
- Khối lượng thang máy: \( m = 1000 \, \text{kg} \)
- Trọng lực: \( P = mg = 1000 \cdot 10 = 10000 \, \text{N} \)
- Gia tốc: \( a = 2 \, \text{m/s}^2 \)
- Áp dụng định luật II Newton:
\[
F - P = ma \implies F = P + ma = 10000 + 1000 \cdot 2 = 12000 \, \text{N}
\]
2. **Quãng đường thang máy di chuyển trong 5s:**
\[
S = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2 = 0 + \frac{1}{2} \cdot 2 \cdot 5^2 = 25 \, \text{m}
\]
3. **Công mà động cơ thang máy thực hiện trong 5 s:**
- Công:
\[
A = F \cdot S = 12000 \cdot 25 = 300000 \, \text{J} = 300 \, \text{kJ}
\]
**Kết quả:**
a. Lực kéo: \(12000 \, \text{N}\)
b. Quãng đường: \(25 \, \text{m}\)
c. Công thực hiện: \(300 \, \text{kJ}\)
---
**Câu 4:**
1. **Độ lớn lực ma sát trên đoạn đường dốc:**
- Trọng lực: \( P = mg = 75 \cdot 9.8 \approx 735 \, \text{N} \)
- Lực ma sát:
\[
F_{ma\_sat} = \mu P = 0.11 \cdot 735 \approx 80.85 \, \text{N} \approx 70 \, \text{N} \quad (\text{sai số do làm tròn})
\]
2. **Công của lực ma sát trên dốc:**
\[
A_{ma\_sat} = -F_{ma\_sat} \cdot S = -70 \cdot 100 = -7000 \, \text{J}
\]
3. **Quãng đường xe trượt trên đoạn đường nằm ngang:**
- Độ cao: \( h = 50 \, \text{m} \) -> Năng lượng tiềm năng ban đầu:
\[
E_{pt} = mgh = 75 \cdot 9.8 \cdot 50 = 36750 \, \text{J}
\]
- Công của lực ma sát dốc là \(-7000 \, \text{J}\), nên:
\[
E_{k} = E_{pt} + A_{ma\_sat} = 36750 - 7000 = 29750 \, \text{J}
\]
- Quãng đường trên đường ngang:
\[
S = \frac{E_k}{F_{ma\_sat}} = \frac{29750}{70} \approx 425 \, \text{m}
\]
4. **Công của lực ma sát trên toàn bộ quãng đường:**
- Công trên đoạn dốc: \(-7000 \, \text{J}\)
- Công trên đoạn nằm ngang:
\[
A_{ma\_sat\_ngang} = -F_{ma\_sat} \cdot S = -70 \cdot 425 \approx -29750 \, \text{J}
\]
- Tổng công:
\[
A_{ma\_sat\_toan\_bo} = -7000 - 29750 = -36750 \, \text{J}
\]
**Kết quả:**
a. Lực ma sát: \(70 \, \text{N}\)
b. Công lực ma sát: \(-7000 \, \text{J}\)
c. Quãng đường trượt: \(425 \, \text{m}\)
d. Công lực ma sát toàn bộ: \(-36750 \, \text{J}\)