一辆重2×104N的四辆卡车,开进了一段泥泞的道路,不能继续行驶.司机找来一辆小型拖拉机、绳子、动滑轮,采用如图所示装置,拖拉机在绳端用3750N的水平拉力,将汽车以0.2m/s的速度水平匀速拉出泥泞路段,用时10s.若每个车轮与地面接触的面积为0.05m2.
(1)求汽车对路面的压强.
(2)求拉力F做的功和功率.
(3)若动滑轮的机械效率为80%,求汽车所受的阻力.
解析:
(1)受力面积:
S=0.05m2×4=0.2m2
对地面的压强:
p=
F
=
2×104N
=1×105Pa
S
0.2m2
(2)汽车移动的距离及绳子拉出的长度分别是:
S车=vt=0.2m/s×10s=2m
S=2S车=2×2m=4m
拉力做功:
W=FS=3750N×4m=1.5×104J
拉力的功率:
P=
W
1.5×104J
=1.5×103W
t
10s
(3)所做的有用功:
W有用=
ηW
1.5×104J×80%
=1.2×104J
汽车所受的阻力是:
f=
W有用
1.2×104J
=6×103N
S车
2m
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