Một vật có khối lượng 2kg đang nằm yên trên mặt phẳng nằm ngang thì chịu tác dụng của một lực 10N. Sau thời gian 2s, vật đạt vận tốc 6m/s. Tính:
a) Công và công suất trung bình của lực kéo theo phương ngang trong thời gian đó.
b) Công và công suất trung bình của lực ma sát trong thời gian đó.
c) Hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng ngang.
d) Công suất tức thời của lực kéo và lực ma sát tại thời điểm 1s.
Đáp án:
a. $60J$, $30W$
b. $-24J$ , $12W$
c. $0,2$
d. $30W$, $12W$
Giải thích các bước giải:
Gia tốc vật: $a=\dfrac{v-v_o}{t}=\dfrac{6}{2}=3m/s^2$
Quãng đường vật đi sau 2s:
$s=v_ot+\frac{1}{2}at^2=\frac{1}{2}.3.2^2=6m$
a. Công lực kéo: $A=Fs=10.6=60J$
Công suất: $P=\dfrac{A}{t}=\dfrac{60}{2}=30W$
b. Độ lớn lực ma sát: $Fk-Fms=ma$
$\Leftrightarrow Fms=10-2.3=4N$
Công lực ma sát: $A_{Fms}=-Fms.s=-4.6=-24J$
Công suất: $P=\dfrac{A}{t}=\dfrac{24}{2}=12W$
c. Hệ số ma sát: $Fms=μmg \Rightarrow 4=μ.2.10$
$\Rightarrow μ=0,2$
d. Vận tốc tại thời điểm t=1s: $v=v_o+at=3.1=3m/s$
Công suất tức thời của lực kéo:
$P=Fv=10.3=30W$
Công suất tức thời của lực ma sát:
$P=F_{ms}.v=4.3=12W$