Một vật có khối lượng m=2 đang đứng yên trên một mặt sàn nằm ngang, dưới tác dụng của một lực kéo theo phương sống song với mặt sàn. Biết rằng, sau 2s chịu tác dụng của lực kéo vận tốc của vật là 10m/s. Tính độ lớn của lực kéo khi
a. ma sát không đáng kể.
b. hệ số mà sát giữa vật và sàn là 0,2
Đáp án:
\(\begin{gathered}
a)\,F = 10N \hfill \\
b)\,F = 14N \hfill \\
\end{gathered} \)
Giải thích các bước giải:
Ta có: \(\left\{ \begin{gathered}
m = 2kg \hfill \\
{v_0} = 0 \hfill \\
t = 2s \hfill \\
v = 10m/s \hfill \\
\end{gathered} \right.\)
Gia tốc của vật:
\(a = \frac{{v – {v_0}}}{t} = \frac{{10 – 0}}{2} = 5m/{s^2}\)
a) Khi ma sát không đáng kể vật chỉ chịu tác dụng của lực kéo. Áp dụng định luật II Niuton ta có:
\(F = ma = 2.5 = 10N\)
b)
Phân tích các lực tác dụng vào vật và chọn hệ trục toạ độ như hình vẽ:
– Các lực tác dụng lên vật: Lực kéo \(\vec F\), lực ma sát \({\vec F_{ms}}\), trọng lực \(\vec P\), phản lực \(\vec N\)
– Chọn hệ trục tọa độ: Ox nằm ngang, Oy thẳng đứng hướng lên trên.
– Phương trình định luật II Niu-tơn dưới dạng véc tơ:
\(\vec F + {\vec F_{ms}} + \vec P + \vec N = m.\overrightarrow a \) (1)
– Chiếu (1) lên trục Ox, Oy ta được:
\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{F – {F_{ms}} = ma} \\
{ – P + N = 0\;}
\end{array}} \right. \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}
{F = {F_{ms}} + ma} \\
{P = N}
\end{array}} \right.\)
Có: \({F_{ms}} = {\mu _t}.N = {\mu _t}.P = {\mu _t}.mg\)
\(\begin{gathered}
\Rightarrow F = {F_{ms}} + ma = {\mu _t}.mg + ma \hfill \\
\Rightarrow F = 0,2.2.10 + 2.5 = 14N \hfill \\
\end{gathered} \)
Giải thích các bước giải:
a) a= (10-0)/2=5 m/s²
Theo đl II Niuton: F = ma
<=> F = 2.5 = 10 N
b) Theo đl II niuton :
F – Fms = ma
<=> F = ma + umg
<=> F = 2.5 + 0,2.2.10
<=> F = 14 N