Một toa tàu đang chuyển động thẳng với tốc độ không đổi . Lực cản t…
Một toa tàu đang chuyển động thẳng với tốc độ không đổi . Lực cản tác dụng lên tòa toa tàu có độ lớn 2000 N. Lực kéo toa tàu đó có độ lớn bằng nhiêu nitơn?
Đề bài cho chúng ta biết: Một toa tàu đang chuyển động thẳng với tốc độ không đổi. Lực cản tác dụng lên toa tàu có độ lớn 2000 N. Yêu cầu chúng ta tính độ lớn của lực kéo toa tàu.
Các em còn nhớ khi một vật chuyển động thẳng với tốc độ không đổi thì điều gì sẽ xảy ra với gia tốc của vật không? Rất tốt! Gia tốc của vật bằng không. Theo định luật II Newton, lực tổng hợp tác dụng lên vật bằng khối lượng nhân với gia tốc. Nếu gia tốc bằng không thì lực tổng hợp tác dụng lên vật cũng bằng không.
Trong bài toán này, chúng ta có hai lực tác dụng lên toa tàu theo phương chuyển động:
1. Lực kéo của động cơ (lực kéo).
2. Lực cản của môi trường (lực cản).
Vì toa tàu chuyển động thẳng với tốc độ không đổi, nên lực tổng hợp tác dụng lên toa tàu bằng 0.
Chúng ta có thể biểu diễn điều này bằng công thức. Gọi F_kéo là độ lớn của lực kéo và F_cản là độ lớn của lực cản. Vì hai lực này tác dụng ngược chiều nhau theo phương chuyển động, nên hợp lực của chúng là:
F_hợp_lực = F_kéo – F_cản
Theo định luật II Newton, ta có:
F_hợp_lực = m * a
Mà vì chuyển động thẳng đều, nên gia tốc a = 0. Do đó:
F_hợp_lực = 0
Từ hai phương trình trên, ta suy ra:
F_kéo – F_cản = 0
Điều này có nghĩa là:
F_kéo = F_cản
Đề bài cho chúng ta biết độ lớn của lực cản là 2000 N. Vậy, để toa tàu chuyển động thẳng đều, độ lớn của lực kéo phải bằng độ lớn của lực cản.
Vậy, độ lớn của lực kéo toa tàu là:
F_kéo = 2000 N
Vậy là chúng ta đã giải xong bài toán. Các em thấy không, chỉ cần nắm vững kiến thức về định luật Newton và các khái niệm về chuyển động thẳng đều là chúng ta có thể giải quyết được bài toán này một cách dễ dàng.
Các em có câu hỏi nào không? Nếu không, chúng ta sẽ tiếp tục với bài tập tiếp theo nhé!
Giải:
Vì toa tàu chuyển động thẳng đều (tốc độ không đổi)
nên hợp lực tác dụng lên toa tàu bằng 0
và lực kéo cân bằng với lực cản
Để toa tàu chuyển động đều:
F_kéo = F_cản
Vậy: F_kéo = F_cản = 2000 N
Đáp số: 2000 N
\(color{#0000FF}{B} color{#0000EE}{a} color{#0000EE}{o} color{#0000CC}{o} color{#0000BB}{H} color{#0000AA}{u} color{#000099}{y} color{#000088}{y}\)
Theo định luật III Newton:
\(\vec(F_k)+\vec(F_c)+\vec(P)+\vec(N)=m\vec(a)\)
Chọn chiều dương từ dưới lên(Oy), trái sang phải(Ox).
Theo Ox:
\(F_k-F_c=m.0\) (chuyển động thẳng đều)
\(F_k-2000=0\)
\(F_k=2000N\)