by Một vật có khối lượng m = 1500g được đặt trên một bàn dài nằm ngang. Biết hệ số ma sát giữa vật và mặt bàn là \(\mu = 0,2\). Lấy \(g = 10m/{s^2}\). Tác dụng lên vật một lực F = 4,5N song song với mặt bàn:
a) Vẽ hình. Tính gia tốc của vật. (1,5đ)
b) Vận tốc chuyển động của vật sau 2 giây kể từ khi tác dụng lực (0,5đ)
Bước 1: Chọn vật (hệ vật) khảo sát.
Bước 2: Chọn hệ quy chiếu (Cụ thể hoá bằng hệ trục toạ độ vuông góc; Trục toạ độ Ox luôn trùng với phương chiều chuyển động; Trục toạ độ Oy vuông góc với phương chuyển động)
Bước 3: Xác định các lực và biểu diễn các lực tác dụng lên vật trên hình vẽ.
Bước 4: Viết phương trình hợp lực tác dụng lên vật theo định luật II Niu Tơn.
\(\overrightarrow {{F_{hl}}} = \overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} + … + \overrightarrow {{F_n}} = m.\overrightarrow a \) (*) (Tổng tất cả các lực tác dụng lên vật)
Bước 5: Chiếu phương trình lực (*) lên các trục toạ độ Ox, Oy:
Ox: F$_{1x}$ + F$_{2x}$ + … + F$_{nx}$ = ma (1)
Oy: F$_{1y}$ + F$_{2y}$ + … + F$_{ny}$ = 0 (2)
Giải phương trình (1) và (2) ta thu được đại lượng cần tìm
b) Công thức tính vận tốc : \(v = {v_0} + at\)
Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}{v_0} = 0\\m = 1500g = 1,5kg\\\mu = 0,2\\g = 10m/{s^2}\\F = 4,5N\end{array} \right.\)
a)
– 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:
\(\left\{ \begin{array}{l}F–{F_{ms}} = ma\\ – P + N = 0\;\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = \frac{{F–{F_{ms}}}}{m}\\P = N\end{array} \right.\)
Có: \({F_{ms}} = {\mu _t}.N = {\mu _t}.P = {\mu _t}.mg\)
→ Gia tốc chuyển động của vật:
\(a = \frac{{F – {F_{ms}}}}{m} = \frac{{F – {\mu _t}.mg}}{m} = \frac{{4,5 – 0,2.1,5.10}}{{1,5}} = 1m/{s^2}\)
b)
Công thức xác định vận tốc: \(v = {v_0} + at = 0 + 1.t = t\,\,\left( {m/s} \right)\)
Với \(t = 2s \Rightarrow v = 2\,\,\left( {m/s} \right)\)
