**Câu 1:**
Để giải bài toán này, ta cần xác định gia tốc của đoàn tàu.
1. **Tính gia tốc của tàu:**
- Vận tốc ban đầu \( v_0 = 36 \, \text{km/h} = 10 \, \text{m/s} \)
- Vận tốc cuối \( v = 72 \, \text{km/h} = 20 \, \text{m/s} \)
- Quá trình chuyển động diễn ra trên quãng đường \( s = 3 \, \text{km} = 3000 \, \text{m} \)
Sử dụng công thức chuyển động nhanh dần đều:
\[
v^2 = v_0^2 + 2as \implies 20^2 = 10^2 + 2a \cdot 3000
\]
Giải phương trình trên:
\[
400 = 100 + 6000a \implies 300 = 6000a \implies a = \frac{300}{6000} = 0,05 \, \text{m/s}^2
\]
Vậy **câu a**: Gia tốc của đoàn tàu là **0,05 m/s²** (đúng).
2. **Tính thời gian tàu chạy từ A đến B:**
Sử dụng công thức:
\[
v = v_0 + at \implies 20 = 10 + 0,05t \implies 10 = 0,05t \implies t = \frac{10}{0,05} = 200 \, \text{s}
\]
Vậy **câu b**: Thời gian tàu chạy từ A đến B là **200s** (đúng).
3. **Tính công của đầu máy:**
Công của đầu máy thực hiện:
\[
W = F \cdot s = (m \cdot g \cdot \mu + m \cdot a) \cdot s
\]
- Khối lượng tàu \( m = 100 \, \text{tấn} = 100000 \, \text{kg} \)
- Lực ma sát \( F_{ma\_sat} = m \cdot g \cdot \mu = 100000 \cdot 10 \cdot 0,005 = 5000 \, \text{N} \)
- Lực kéo \( F_{keo} = m \cdot a = 100000 \cdot 0,05 = 5000 \, \text{N} \)
- Tổng lực \( F = F_{ma\_sat} + F_{keo} = 5000 + 5000 = 10000 \, \text{N} \)
Công thực hiện trên quãng đường \( s = 3000 \, \text{m} \):
\[
W = F \cdot s = 10000 \cdot 3000 = 30000000 \, \text{J} = 3 \cdot 10^7 \, \text{J}
\]
Vậy **câu c**: Công của đầu máy trên đoạn đường AB là **3.10⁷ J** (đúng).
4. **Tính công suất trung bình:**
Công suất trung bình \( P = \frac{W}{t} \):
\[
P = \frac{30000000}{200} = 150000 \, \text{W} = 150 \, \text{kW}
\]
Vậy **câu d**: Công suất trung bình của đầu máy trên đoạn đường AB là **15 kW** (sai).
**Câu 2:**
1. **Công lực kéo:**
Lực kéo \( F = 20 \, \text{N} \) hợp với phương ngang góc \( 30^\circ \).
Công thực hiện của lực trong quãng đường 1m:
\[
W = F \cdot s \cdot \cos(30^\circ) = 20 \cdot 1 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = 10\sqrt{3} \, \text{J}
\]
Vậy **câu a**: Công thực hiện là **10√3 J** (đúng).
2. **Công suất của lực:**
Nếu vật di chuyển quãng đường 1m trong 5s thì công suất:
\[
P = \frac{W}{t} = \frac{10\sqrt{3}}{5} = 2\sqrt{3} \, \text{W}
\]
Vậy **câu b**: Công suất của lực là **2√3 W** (sai).
3. **Gia tốc chuyển động:**
Vì lực kéo tác dụng và không có lực ma sát nên gia tốc:
\[
a = \frac{F \cdot \cos(30^\circ)}{m} = \frac{20 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2}}{8} = \frac{10\sqrt{3}}{8} \, \text{m/s}^2
\]
Gia tốc không bằng 0. Vậy **câu c**: Gia tốc không bằng 0 (sai).
4. **Lực ma sát:**
Nếu vật di chuyển đều thì lực ma sát sẽ bằng lực kéo. Lực ma sát không thực hiện công. Vậy **câu d**: Công của lực ma sát là **0** (sai).
**Câu 3:**
1. **Lực kéo động cơ ô tô:**
Công suất \( P = 20 \, \text{kW} = 20000 \, \text{W} \) và vận tốc \( v = 10 \, \text{m/s} \).
Sử dụng công thức:
\[
P = F \cdot v \implies F = \frac{P}{v} = \frac{20000}{10} = 2000 \, \text{N}
\]
Vậy **câu a**: Lực kéo động cơ ô tô là **2000N** (đúng).
2. **Hệ số ma sát:**
Hệ số ma sát được tính bằng:
\[
F_{ma\_sat} = m \cdot g \cdot \mu \implies \mu = \frac{F_{ma\_sat}}{m \cdot g} = \frac{2000}{4000 \cdot 10} = 0,05
\]
Vậy **câu b**: Hệ số ma sát là **0,05** (sai).
3. **Ô tô tăng tốc:**
Tính gia tốc khi ô tô chuyển động nhanh dần đều:
- Quãng đường \( s = 250 \, \text{m} \)
- Vận tốc cuối \( v = 54 \, \text{km/h} = 15 \, \text{m/s} \)
Sử dụng công thức:
\[
v^2 = v_0^2 + 2as \implies 15^2 = 10^2 + 2a \cdot 250 \implies 225 = 100 + 500a \implies 125 = 500a \implies a = \frac{125}{500} = 0,25 \, \text{m/s}^2
\]
Thời gian:
\[
t = \frac{v - v_0}{a} = \frac{15 - 10}{0,25} = 20 \, \text{s}
\]
Vậy **câu c**: Ô tô đi 250m với thời gian 20s (đúng).
4. **Công suất trung bình:**
Công suất trung bình:
\[
P = \frac{W}{t} = \frac{F \cdot s}{t} = \frac{2000 \cdot 250}{20} = 25000 \, \text{W} = 25 \, \text{kW}
\]
Vậy **câu d**: Công suất trung bình là **25 kW** (sai).
**Tóm tắt đáp án:**
- Câu 1: a (Đúng), b (Đúng), c (Đúng), d (Sai)
- Câu 2: a (Đúng), b (Sai), c (Sai), d (Sai)
- Câu 3: a (Đúng), b (Sai), c (Đúng), d (Sai)