Nhận biết (M1)

Trong một thử nghiệm thực tế đầy đủ hơn, khi tàu điện ngầm hãm phanh, ngoài lực hãm điện từ không đổi do động cơ phát sinh kN, tàu còn chịu tác dụng của lực ma sát cơ học và lực cản không khí trung bình không đổi là kN. Đoàn tàu vẫn giảm tốc đều và dừng lại hoàn toàn sau quãng đường m. Những nhận định nào sau đây là chính xác? (Chọn nhiều hơn một đáp án đúng)

• A.
  Tổng lực hãm tác dụng lên đoàn tàu có độ lớn bằng kN, làm đoàn tàu dừng lại hoàn toàn sau đúng s hãm phanh
• B.

  Chỉ có công của lực cản điện từ mới được chuyển hóa thành điện năng thu hồi, còn công của lực cản cơ học chuyển hóa hoàn toàn thành nhiệt năng hao phí tỏa ra môi trường

• C.
  Hiệu suất thu hồi năng lượng thực tế của toàn bộ chu trình hãm phanh này (tỉ số giữa lượng điện thu hồi thực tế và động năng hao hụt ban đầu của đoàn tàu) đạt giá trị bằng
• D.

  Lực cản cơ học thực hiện công dương đóng vai trò động lực thúc đẩy đoàn tàu dừng lại nhanh hơn và sinh điện năng lớn hơn

Giải thích đáp án:

Phân tích năng lượng và động lực học của pha phanh thực tế:

- Tổng lực cản tác dụng lên tàu là kN = N. Gia tốc của tàu là m/s. Thời gian dừng tàu: s. Nhận định A đúng.

- Chỉ có lực cản điện từ tác dụng từ động cơ (đóng vai trò máy phát) mới chuyển hóa cơ năng thành điện năng có ích. Trong khi đó, lực cản cơ học thực hiện công cản tiêu tán năng lượng thành nhiệt năng tỏa ra môi trường tại các má phanh và không khí, không sinh điện. Nhận định B đúng.

- Công cơ học của lực hãm điện từ thực hiện trên suốt quãng đường dừng m là:

Lượng cơ năng truyền vào máy phát này được chuyển hóa thành điện năng thu hồi thực tế với hiệu suất :

Tỉ lệ hồi lưu năng lượng thực tế so với động năng ban đầu của đoàn tàu ( MJ) là:

Nhận định C đúng.

- Lực cản cơ học luôn ngược chiều chuyển động nên thực hiện công âm, đóng vai trò cản trở chuyển động và tiêu hao năng lượng cơ học thành nhiệt năng hao phí chứ không thể thực hiện công dương và không sinh ra điện năng. Nhận định D sai.