15. 如图甲所示,地面清洁机器人的质量为3 kg,要求对水平地面压强不超过3 000 Pa,机器人在水平地面运动时,所受推力与速度的关系如图乙所示(g取10 N/kg)。求:
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(1)该机器人与水平地面的接触面积至少为多少?
(2)该机器人所提供的水平推力为300 N时,匀速直线运动2 s能通过多远的路程? 此时水平推力做了多少功?
(3)该机器人在水平地面上以0.5 m/s的速度做匀速直线运动时,水平推力的功率有多大?
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(1)该机器人与水平地面的接触面积至少为多少?
(2)该机器人所提供的水平推力为300 N时,匀速直线运动2 s能通过多远的路程? 此时水平推力做了多少功?
(3)该机器人在水平地面上以0.5 m/s的速度做匀速直线运动时,水平推力的功率有多大?
答案
15.(1)由 $ p = \frac{F}{S} $ 可得 $ S = \frac{F}{p} = \frac{G}{p} = \frac{mg}{p} = \frac{3\ kg\times10\ N/kg}{3000\ Pa}=0.01\ m^{2} $。
(2)由图乙知机器人所提供的水平推力为300N 时,对应的速度 $ v = 0.6\ m/s $; 2s通过路程 $ s = vt = 0.6\ m/s\times2\ s = 1.2\ m $; 水平推力做功 $ W = Fs = 300\ N\times1.2\ m = 360\ J $。
(3)机器人在水平地面上以0.5m/s的速度做匀速直线运动时,由图乙可知此时推力 $ F = 150\ N $,水平推力的功率 $ P = \frac{W}{t} = Fv = 150\ N\times0.5\ m/s = 75\ W $。
(2)由图乙知机器人所提供的水平推力为300N 时,对应的速度 $ v = 0.6\ m/s $; 2s通过路程 $ s = vt = 0.6\ m/s\times2\ s = 1.2\ m $; 水平推力做功 $ W = Fs = 300\ N\times1.2\ m = 360\ J $。
(3)机器人在水平地面上以0.5m/s的速度做匀速直线运动时,由图乙可知此时推力 $ F = 150\ N $,水平推力的功率 $ P = \frac{W}{t} = Fv = 150\ N\times0.5\ m/s = 75\ W $。
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