Một vật có khối lượng 1,2 kg ban đầu nằm yên trên mặt sàn, chịu tác dụng của lực kéo F có độ lớn 8 N theo phương ngang trong thời gian 2 s. Sau đó, lực F ngừng tác dụng. Biết hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt sàn là 0,2. Lấy gia tốc rơi tự do là g =9,8m/s2.
Điền số thích hợp vào chỗ trống trong các câu sau (số cần điền được làm tròn đến chữ số thập phân đầu tiên).
Độ lớn của áp lực do mặt sàn tác dụng lên vật là ... N.
Lời giải chi tiết
Vật có khối lượng m = 1,2 kg, nên trọng lực tác dụng lên vật là:
\[ P = m \cdot g = 1,2 \times 9,8 = 11,76 \text{ N} \]
Vì lực kéo F tác dụng theo phương ngang, nên áp lực do mặt sàn tác dụng lên vật chính là lực pháp tuyến \( N \).
Trong trường hợp này, lực pháp tuyến \( N \) bằng đúng trọng lực \( P \) do vật không bị nhấc lên hoặc lún xuống:
\[ N = P = 11,76 \text{ N} \]
Do đó, độ lớn của áp lực do mặt sàn tác dụng lên vật là 11,8 N (làm tròn đến chữ số thập phân thứ nhất).
Độ lớn của áp lực do mặt sàn tác dụng lên vật là 11,8 N.
Chú ý khi giải
Độ lớn của lực ma sát tác dụng vào vật là …N.
Lời giải chi tiết
Để tính độ lớn của lực ma sát tác dụng vào vật, ta sử dụng công thức tính lực ma sát trượt:
\[ F_{ms} = \mu N \]
Trong đó:
Vì vật nằm ngang và chịu tác dụng của trọng lực \( N = mg \), nên:
\[ N = mg = 1,2 \times 9,8 = 11,76 \text{ N} \]
Do đó, độ lớn của lực ma sát là:
\[ F_{ms} = 0,2 \times 11,76 = 2,352 \text{ N} \]
Sau khi làm tròn đến chữ số thập phân đầu tiên, ta được: \( F_{ms} = 2,4 \text{ N}\).
Độ lớn của lực ma sát tác dụng vào vật là 2,4 N.
Chú ý khi giải
Độ lớn gia tốc của vật khi tác dụng lực F là.......... m/s2.
Lời giải chi tiết
Để giải bài toán này, đầu tiên chúng ta cần xác định lực ma sát tác động lên vật khi lực kéo F tác dụng lên vật. Công thức lực ma sát là:
F_{ms} = \mu \cdot N
Trong đó:
Vậy:
N = mg = 1,2 \times 9,8 = 11,76\, \text{N}
Lực ma sát trượt là:
F_{ms} = 0,2 \times 11,76 = 2,352\, \text{N}
Tiếp theo, tính gia tốc của vật khi lực F tác dụng. Ta có phương trình:
F - F_{ms} = ma
Với:
a \) là gia tốc cần tìm, \( F = 8 \, \text{N}\).
Thay số vào phương trình để tìm a:
8 - 2,352 = 1,2a
5,648 = 1,2a
Do đó, gia tốc a là:
a = \frac{5,648}{1,2} \approx 4,7\, \text{m/s}^2
Vậy, độ lớn gia tốc của vật khi tác dụng lực F là 4,7 m/s².
Chú ý khi giải
Độ lớn gia tốc của vật khi lực F ngừng tác dụng là ………..m/s2.
Lời giải chi tiết
Khi lực kéo F ngừng tác dụng, vật chỉ chịu tác dụng của lực ma sát trượt. Độ lớn của gia tốc khi đó chính là gia tốc do lực ma sát gây ra.
Lực ma sát trượt được tính bằng công thức:
\( F_{ms} = \mu \cdot m \cdot g \)
Với:
Thay các giá trị này vào công thức, ta có:
\( F_{ms} = 0,2 \times 1,2 \times 9,8 = 2,352 \ N \).
Sau khi lực kéo ngừng tác dụng, vật chịu tác dụng của lực ma sát trượt. Do đó, gia tốc \( a \) của vật có độ lớn tính theo công thức II Newton là:
\( a = \dfrac{F_{ms}}{m} = \dfrac{2,352}{1,2} \approx 1,96 \ m/s^2 \).
Vì độ lớn gia tốc khi lực F ngừng tác dụng là hướng ngược với chiều chuyển động, do đó sẽ có giá trị âm:
\( a \approx -1,96 \ m/s^2 \).
Do yêu cầu điền số làm tròn đến chữ số thập phân đầu tiên, ta có:
1,96 \approx 2,0
Vậy độ lớn gia tốc của vật khi lực F ngừng tác dụng là: 2,0 m/s2.
Chú ý khi giải