Gió thổi vào xe theo hướng vuông góc với thành bên của xe với vận tốc V. Xe có khối lượng m=104kg, chiều cao 2b=2,4m, chiều ngang 2a=2m, chiều dài l=8m . Áp suất gió tính bởi công thức p=ρv2 với ρ=1,3kg/m3là khối lượng riêng của không khí. V bằng bao nhiêu để xe bị lật ngã?
Trả lời bởi giáo viên
+ Các lực tác dụng lên xe gồm: trọng lực →P , phản lực →Q, lực tác dụng →F của gió.
+ Khi xe bắt đầu lật, theo quy tắc momen lực đối với trục qua hai bánh xe, ta có:
M→P=M→F (vì →Q có giá đi qua trục quay nên M→Q=0)
+ Mặt khác, ta có: {M→P=PaM→F=Fb
Ta suy ra, Fa=Fb→F=abP=abmg
Vì F=pS=ρSV2=ρ2blV2
Ta suy ra:
abmg=2ρV2bl→V=1b√amg2ρl=11,2√1.10000.102.1,3.8=58m/s
=>Vận tốc của gió để xe bị lật ngã là V≥58m/s
Hướng dẫn giải:
+ Xác định các lực tác dụng lên xe ôtô
+ Vận dụng quy tắc momen: M1+M2+...=0
+ Vận dụng biểu thức tính momen của lực: M=Fd