Một quyển sách đặt trên mặt bàn nghiêng và được thả cho trượt xuống. Cho biết góc nghiêng \(\alpha = {30^ \circ }\) so với phương ngang và hệ số ma sát giữa quyển sách và mặt bàn là \(\mu = 0,3\). Lấy g = 9,8 m/s2 . Tính gia tốc của quyển sách và quãng đường đi được của nó sau 2 s.
Các bước giải bài toán phần động lực học:
+ Bước 1: Phân tích lực tác dụng lên vật
+ Bước 2: Chọn hệ quy chiếu
+ Bước 3: Viết phương trình theo định luật 2 Newton: \(\sum {\overrightarrow F } = m.\overrightarrow a \)
+ Bước 4: Chiếu phương trình định luật 2 Newton lên trục Ox và Oy => Đại lượng cần tính
Quyển sách (coi là chất điểm) chịu tác dụng của ba lực: lực ma sát \(\overrightarrow {{F_{ms}}} \), trọng lực \(\overrightarrow P \), phản lực \(\overrightarrow N \)
Theo định luật 2 Newton, ta có:
\(\overrightarrow {{F_{ms}}} + \overrightarrow P + \overrightarrow N = m.\overrightarrow a \) (1)
Chiếu (1) lên Ox, ta có:
\({P_x} - {F_{ms}} = ma\)
\( \Leftrightarrow mg\sin \alpha - \mu N = ma\) (2)
Chiếu (1) lên Oy, ta có:
\(\begin{array}{l}N - {P_y} = 0\\ \Leftrightarrow N - mg\cos \alpha = 0\\ \Leftrightarrow N = mg\cos \alpha \end{array}\)
Thay \(N = mg\cos \alpha \) vào (2), ta có:
\(\begin{array}{l}mg\sin \alpha - \mu mg\cos \alpha = ma\\ \Leftrightarrow g\sin \alpha - \mu g\cos \alpha = a\\ \Leftrightarrow a = 9,8.\sin {30^ \circ } - 0,3.9,8.\cos {30^ \circ }\\ \Leftrightarrow a \approx 2,35(m/{s^2})\end{array}\)
Quãng đường vật đi được sau 2 s là:
\(S = \frac{1}{2}a{t^2} = \frac{1}{2}.2,{35.2^2} = 4,7(m)\)
Các bài tập cùng chuyên đề
Bài 1 :
Người ta đẩy một cái thùng có khối lượng 55 kg theo phương ngang với lực 220 N làm thùng chuyển động trên mặt phẳng ngang. Hệ số ma sát trượt giữa thùng và mặt phẳng là 0,35. Tính gia tốc của thùng. Lấy g = 9,8 m/s2 .Bài 2 :
Một học sinh dùng dây kéo một thùng sách nặng 10 kg chuyển động trên mặt sàn nằm ngang. Dây nghiêng một góc chếch lên trên 300 so với phương ngang. Hệ số ma sát trượt giữa đáy thùng và mặt sàn là \(\mu = 0,2\)(lấy \(g = 9,8m/{s^2}\)). Hãy xác định độ lớn của lực kéo để thùng sâchs chuyển động thẳng đều.Bài 3 :
Hai vật có khối lượng lần lượt là m1 = 5 kg và m2 = 10 kg được nối với nhau bằng một sợi dây không dãn và được đặt trên một mặt sàn nằm ngang. Kéo vật 1 bằng một lực \(\overrightarrow F \)nằm ngang có độ lớn F = 45 N. Hệ số ma sát giữa mỗi vật và mặt sàn là \(\mu = 0,2\). Lấy \(g = 9,8m/{s^2}\). Tính gia tốc của mỗi vật và lực căng của dây nối.Bài 4 :
Một viên đạn pháo khối lượng m1 = 10 kg bay ngang với vận tốc v1 = 500 m/s dọc theo đường sắt và cắm vào toa xe chở cát có khối lượng m2 = 1 tấn, đang chuyển động với tốc độ v2 = 36 km/h. Xác định vận tốc của toa xe ngay sau khi trúng đạn trong hai trường hợp:
a) Đạn bay đến cùng chiều chuyển động của xe cát.
b) Đạn bay đến ngược chiều chuyển động của xe cát.
Danh sách bình luận