Để tính công của động cơ, chúng ta cần biết công thức công mà:
W = F.s
với:W: là công, đo ở đơn vị Joule (J)F: là lực, đo ở đơn vị Newton (N)s: là quãng đường di chuyển, đo ở đơn vị m.
Giả sử khối lượng máy bay là m (kg), và trọng lực tác dụng lên máy bay là F = m.g (N), với g = 10 (m/s^2)
a. Chuyển động thẳng đềuTrong chuyển động thẳng đều, máy bay sẽ di chuyển với tốc độ ổn định.Quãng đường di chuyển trong 2 phút (120 s) là:s = v.t= v.120 (m)với v: tốc độ máy bay, đo ở đơn vị m/s.Từ dữ kiện, ta có:1440 (m) = v.120 (m)v = 1440 / 120 = 12 (m/s).
Bây giờ, ta có thể tính lực tác dụng lên máy bay:F = m.g = m.10 (N)
Vì máy bay chuyển động thẳng đều, nên lực F = m.g là lực quán tính.Ta có thể tính công của động cơ:W = F.s= m.10.1440 (J)
Tuy nhiên, ta phải chuyển đổi m (kg) sang đơn vị hợp lý để tính công.Giả sử m = 50000 (kg) (đây là khối lượng của máy bay).
W = 50000.10.1440 (J)= 720000000 (J)
b. Chuyển động nhanh dần đềuTrong chuyển động nhanh dần đều, máy bay sẽ có tốc độ tăng dần.Quãng đường di chuyển của máy bay trong 2 phút (120 s) có thể được tính như sau:s =int0tv (τ)dτ((12.v2)/g).tSử dụng dữ kiện v = 12 (m/s) tại thời điểm t = 120 (s), ta có:1440 = (1/2 . 12. 12) / g . t1440 = 72 / g . tt = 1440 . g / 72= 200 (s)
Tuy nhiên, điều này không đúng vì nó không tính được quãng đường di chuyển trong 2 phút là 1440 m.
Để tính công của động cơ trong trường hợp này, ta cần biết tốc độ của máy bay tại thời điểm t = 0 và tại mỗi thời điểm từ đó.Tuy nhiên, không có dữ kiện nào cho phép ta có thể tính được tốc độ này.
Do đó, ta chỉ có thể tính công của động cơ trong trường hợp máy bay chuyển động thẳng đều.
