有一架电梯,启动时匀加速上升,加速度为2m/s2,制动时匀减速上升,加速度为-1m/s2,楼高52m.求:
(1)若上升的最大速度为6m/s,电梯升到楼顶的最短时间是多少?
(2)如果电梯先加速上升,然后匀速上升,最后减速上升,全程共用16秒,上升的最大速度是多少?
(1)匀加速直线运动的位移x1=
=v2 2a
m=9m,匀加速直线运动的时间t1=36 4
=3s.v a
匀减速直线运动的位移x2=
=v2 2a′
m=18m,匀减速直线运动的时间t2=36 2
=6s.v a′
匀速运动的位移x3=x-x1-x2=25m,则匀速直线运动的时间t3=
=x3 v
s≈4.2s.25 6
则电梯升到楼顶的最短时间为t=t1+t2+t3=13.2s.
(2)设最大速度为v.
则匀加速直线运动的位移x1=
=v2 2a
,匀加速直线运动的时间t1=v2 4
=v a
.v 2
匀速运动的位移x2=vt2
匀减速直线运动的位移x3=
=v2 2a′
,匀减速直线运动的时间t3=v2 2
=v.v a′
因为x1+x2+x3=52m,t1+t2+t3=16s
联立解得v=4m/s.
答:(1)若上升的最大速度为6m/s,电梯升到楼顶的最短时间是13.2s.
(2)上升的最大速度是4m/s.