Tính lực ma sát cản trở chuyển động trượt ngang của xe

Câu 2 (6,0 điểm)
2.1. Biến đổi khí hậu toàn cầu hiện gây nhiều tác động xấu đến
môi trường sống trên thế giới, cụ thể bão tố và lũ lụt xảy ra thường
xuyên, mạnh mẽ hơn. Các cơn bão mạnh đi vào đất liền có thể khiến
nhà cửa, cây cối bị đổ ngã, xe cộ bị đẩy dời đi hoặc lật ngang. Hãy cùng
Gió thực hiện một số phép tính về hiện tượng này.
777
P
777
Hình 3
Một chiếc xe buýt đang đỗ trên đường. Xe có chiều dài 8 m, chiều
cao 3 m, chiều ngang 2,4 m, khối lượng 4,5 tấn. Một cơn bão mạnh gây gió lớn thổi ngang vào mặt
bên của xe buýt theo phương vuông góc với thành xe (hình 3). Áp lực của gió tác dụng lên một đơn
vi diện tích bề mặt xe buýt có thể được xác định bởi công thức f= 0,6v, trong đó f có đơn vị là
N/m2 v là tốc độ của gió có đơn vị là m/s.
Bảng sau cho biết một thang cấp độ bão phụ thuộc vào tốc độ gió đang được sử dụng ở nước
ta (thang sức gió Beaufort mở rộng):
Cấp bão
1
2
3
4
5
6
Tốc độ gió (km/h)
Cấp bão
1-5
6-11 12-19
20-28
29-38
39-49
7
Tốc độ gió (km/h)
Cấp bão
50-61
13
14
8
62-74 75-88
15
9
11
10
89-102 103-117 118-133
12
16
17
18
Tốc độ gió (km/h)
134 149 150 166 167 183 184 201 202-220
>221
a. Khi có gió bão và đường trơn ướt, lực ma sát cản chuyển động trượt ngang của xe bằng
0,4 lần trọng lượng xe.
-
-
- Tính lực ma sát cản trở chuyển động trượt ngang của xe. At k
- Tính áp lực của gió tác dụng lên mặt bên của xe buýt theo v.
- Với gió bão cấp bao nhiêu thì xe bắt đầu bị đẩy trượt ngang trên đường?
b. Với bão cấp bao nhiêu thì xe bị gió thổi đổ lật ngang trên đường? Cho rằng áp lực của gió
và trọng lực tác dụng lên xe đều đặt tại điểm giữa của xe. Áp lực của gió và trọng lực của xe tuân
theo quy tắc đòn bẩy: Fd > F.d, với F. là lực tác dụng, F2 là lực cản, dị và dz lần lượt là khoảng
cách từ đường thẳng chứa lực Fi, Fz đến điểm tựa.
2.2. Một quả cầu sắt rỗng có khối lượng 0,5kg nổi trong nước. Biết khối lượng riêng của sắt,
nước lần lượt là D = 7800kg/m, D. = 1000kg/m3 và nước ngập 2/3 thể tích quả cầu.
a. Tính trọng lượng và lực đẩy Acsimet do nước tác dụng lên quả cầu. 5
b. Tính thể tích phần đặc và phần rỗng của quả cầu. A,
100
5600 75000
c. Người ta nối quả cầu trên với một quả cầu sắt đặc bằng một sợi dây mảnh, nhẹ không co
dãn để quả cầu rỗng vừa ngập hoàn toàn trong nước thì quả cầu đặc phải có khối lượng là bao nhiêu?