Câu 3.17 trang 38 SBT Vật lý 10 - Cánh diều: Một ô tô có khối lượng m = 1,20 tấn chuyển động lên trên một con dốc phẳng có độ dài S = 1...

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 ε = 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 η = 90,0%.

Lời giải chi tiết:

a) Thế năng của ô tô khi nó ở đỉnh dốc:

W_th = mgh = 353 kJ

b) Ta có:

Trong đó h là độ cao từ ô tô (so với chân dốc) ở thời điểm t, St là quãng đường ô tô đi được trong khoảng thời gian:

t = εS/t = 25,0 s

c) Ta có:

Từ câu b, ta có:

=> Công suất của động cơ ô tô: