Muốn cất cánh rời khỏi mặt đất, một máy bay trọng lượng 10000 N cần phải có vận tốc 90 km/h. Cho biết trước khi cất cánh, máy bay chuyển động nhanh dần đều trên đoạn đường băng dài 100 m và có hệ số ma sát là 0,2. Lấy g ≈ 9,8 m/ s 2 . Xác định công suất tối thiểu của động cơ máy bay để đảm bảo cho máy bay có thể cất cánh rời khỏi mặt đất.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Đổi \(200km/h = \frac{{500}}{9}m/s\)
Mô hình hoá như hình vẽ, với \(OA\) là quãng đường máy bay bay được sau 2 giây, \(OH\) là độ cao của máy bay so với mặt đấy khi máy bay bay được sau 2 giây, độ lớn của góc \(\widehat {AOH}\) chỉ số đo góc giữa máy bay với mặt đất.
Sau 2 giây máy bay bay được quãng đường là: \(\frac{{500}}{9}.2 = \frac{{1000}}{9}\left( m \right)\)
Vì tam giác \(OAH\) vuông tại \(H\) nên ta có:
\(AH = OA.\sin \widehat {AOH} = \frac{{1000}}{9}.\sin {20^ \circ } \approx 38,0\left( m \right)\)
Vậy độ cao của máy bay so với mặt đất là 38 mét sau khi máy bay rời khỏi mặt đất 2 giây.
Chọn C.
Phương pháp:
Gắn hệ trục tọa độ, xác định tọa độ điểm M trên parabol y = x 2 để độ dài đoạn AM nhỏ nhất.
Cách giải:
Ta có bảng biến thiên sau:
Vật bắt đầu cất cánh có \(v_0=0\).
\(v=250km/h=\dfrac{625}{9}m/s\)
Gia tốc vật: \(a=\dfrac{v^2-v_0^2}{2S}=\dfrac{\left(\dfrac{625}{9}\right)^2-0}{2\cdot4000}=0,6m/s^2\)
Lực phát động của máy bay:
\(F=m\cdot a=500\cdot1000\cdot0,6=3\cdot10^5N\)
Ta có m = 300 tấn = 3.105 kg; F = 440 kN = 4,4.105 N; v = 285 km/h = 475/6 m/s
Gia tốc của máy bay là: \(a = \frac{F}{m} = \frac{{4,{{4.10}^5}}}{{{{3.10}^5}}} = \frac{{22}}{{15}}(m/{s^2})\)
Chiều dài tối thiểu của đường băng để đảm bảo máy bay cất cánh được là:
\(s = \frac{{{v^2} - v_0^2}}{{2.a}} = \frac{{{{\left( {\frac{{475}}{6}} \right)}^2}}}{{2.\frac{{22}}{{15}}}} \approx 2136,6(m)\)
Áp dụng định luật II Niu-tơn cho chuyển động của máy bay :
F - F m s = ma ⇒ F - μ P = (P/g).( v 2 /2s)
với F là lực kéo của động cơ, F m s là lực ma sát với đường băng, a là gia tốc của máy bay khối lượng m trên đoạn đường băng dài s. Từ đó suy ra :
Như vậy, động cơ máy bay phải có công suất tối thiểu bằng:
P = Fv = 5,2. 10 3 .25. ≈ 130 kW