Xét xe ô tô khối lượng toàn bộ 2321 kg; diện tích cản chính diện 3,3 m2 ; hệ số dạng khí động 0,65; hệ số khối lượng quay 1,15. Xe chuyển động chậm dần , lên dốc,không kéo móc với vận tốc 53 km/h ; gia tốc 0,6m/s2 trên đường nhựa có hệ số cản lǎn 0,02; góc dốc 8 độ. Cho gia tốc trọng trường 10m/s2. Tính lực kéo tiếp tuyến ở các bánh xe chủ động (đơn vị N, làm tròn đến 1 chữ số thập phân)

Để tính lực kéo tiếp tuyến ở các bánh xe chủ động, chúng ta cần xác định các lực tác động lên xe ô tô khi nó chuyển động chậm dần lên dốc. Các lực này bao gồm lực trọng trường, lực đẩy từ động cơ, lực cản không khí và lực cản ma sát từ đường nhựa.<br /><br />1. **Lực trọng trường (P):**<br />\[ P = m \cdot g = 2321 \, \text{kg} \times 10 \, \text{m/s}^2 = 23210 \, \text{N} \]<br /><br />2. **Lực đẩy từ động cơ (F_engine):**<br />Chúng ta cần tính toán lực đẩy cần thiết để xe có thể chuyển động với gia tốc cho trước. Lực đẩy từ động cơ phải vượt qua tổng lực cản không khí và lực cản ma sát từ đường nhựa.<br /><br />- **Lực cản không khí (F_air):**<br />\[ F_{\text{air}} = \frac{1}{2} \cdot C_d \cdot \rho \cdot A \cdot v^2 \]<br />Trong đó:<br /> - \( C_d \) là hệ số dạng khí động = 0,65<br /> - \( \rho \) là mật độ không khí (khoảng \( 1,225 \, \text{kg/m}^3 \) ở điều kiện tiêu chuẩn)<br /> - \( A \) là diện tích cản chính diện = 3,3 m²<br /> - \( v \) là vận tốc = 53 km/h = 14,72 m/s<br /><br />\[ F_{\text{air}} = \frac{1}{2} \cdot 0,65 \cdot 1,225 \cdot 3,3 \cdot (14,72)^2 \]<br />\[ F_{\text{air}} \approx 0,5 \cdot 0,65 \cdot 1,225 \cdot 3,3 \cdot 216,38 \]<br />\[ F_{\text{air}} \approx 275,7 \, \text{N} \]<br /><br />- **Lực cản ma sát từ đường nhựa (F_friction):**<br />\[ F_{\text{friction}} = \mu \cdot N \]<br />Trong đó:<br /> - \( \mu \) là hệ số cản lăn = 0,02<br /> - \( N \) là lực pháp tuyến = \( m \cdot g \cdot \cos(\theta) \)<br /> - \( \theta \) là góc dốc = 8°<br /><br />\[ N = 2321 \times 10 \times \cos(8^\circ) \]<br />\[ N \approx 2321 \times 10 \times 0,9907 \]<br />\[ N \approx 22907,7 \, \text{N} \]<br /><br />\[ F_{\text{friction}} = 0,02 \times 22907,7 \]<br />\[ F_{\text{friction}} \approx 458,6 \, \text{N} \]<br /><br />3. **Tổng lực cản (F_total):**<br />\[ F_{\text{total}} = F_{\text{air}} + F_{\text{friction}} \]<br />\[ F_{\text{total}} = 275,7 + 458,6 \]<br />\[ F_{\text{total}} \approx 734,3 \, \text{N} \]<br /><br />4. **Lực đẩy cần thiết từ động cơ (F_engine):**<br />Chúng ta cần thêm lực này để vượt qua tổng lực cản và tạo ra gia tốc cho xe:<br />\[ F_{\text{engine}} = F_{\text{total}} + m \cdot a \]<br />Trong đó:<br /> - \( a \) là gia tốc = 0,6 m/s²<br /><br />\[ F_{\text{engine}} = 734,3 + 2321 \times 0,6 \]<br />\[ F_{\text{engine}} = 734,3 + 1392,6 \]<br />\[ F_{\text{engine}} \approx 2126,9 \, \text{N} \]<br /><br />Vậy, lực kéo tiếp tuyến ở các bánh xe chủ động là khoảng 2126,9 N.