2 ví dụ về việc áp dụng định luật Newton vào mặt phẳng nghiêng có ma sát (có ma sát)
1. Khối lượng của vật là 2 kg, gia tốc trọng trường = 10 m/s²2Hệ số ma sát tĩnh và ma sát động lần lượt là 0,2 và 0,1. Khối vật đang đứng yên hay đang chuyển động? Nếu khối vật đang chuyển động, hãy xác định (a) lực tổng hợp làm gia tốc khối vật (b) độ lớn và hướng của gia tốc khối vật!
Cuộc thảo luận
Người ta biết rằng :
Khối lượng (m) = 2 kg
Gia tốc trọng trường (g) = 10 m/s2
Hệ số ma sát tĩnh = 0,2
Hệ số ma sát tĩnh = 0,1
Trọng lượng của khối (w) = mg = (2)(10) = 20 Newton
wx = w sin 30o = (20)(0,5) = 10 Newton
wy = w cos 30o = (20)(0,5√3) = 10√3 Newton
Lực pháp tuyến (N) = wy = 10√3 Newton
Lực ma sát tĩnh (f)s) = (0,2)(10√3) = 2√3 Newton
Lực ma sát động (f)k) = (0,1)(10√3) = √3 Newton
Yêu cầu Khối vật đang đứng yên hay đang chuyển động? Nếu đang chuyển động, hãy xác định lực tổng hợp làm cho khối vật tăng tốc và gia tốc của khối vật!
Jawab :
Khối vật ở trạng thái nghỉ nếu wx <fsKhối di chuyển nếu wx > fsVì wx = 10 Newton và fs = 2√3 Newton, do đó có thể kết luận rằng khối vật chuyển động xuống dưới.
(a) lực tổng hợp làm gia tốc khối
Khi khối vật chuyển động, lực ma sát tác dụng lên khối vật là lực ma sát động (f).k).
(b) độ lớn và hướng gia tốc của khối
Độ lớn gia tốc của khối vật là 4,15 m/s.2 và hướng gia tốc của khối vật là hướng xuống dưới.
2. Khối lượng của vật là 4 kg, gia tốc trọng trường là 10 m/s².2Hệ số ma sát tĩnh và ma sát động lần lượt là 0,4 và 0,2. Nếu độ lớn của lực F là 40 Newton, thì khối vật đang đứng yên hay đang chuyển động? Nếu khối vật đang chuyển động, hãy xác định (a) lực tổng hợp làm gia tốc khối vật (b) độ lớn và hướng của gia tốc của khối vật!
Cuộc thảo luận
Người ta biết rằng :
Khối lượng (m) = 4 kg
Gia tốc trọng trường (g) = 10 m/s2
Hệ số ma sát tĩnh = 0,4
Hệ số ma sát tĩnh = 0,2
Trọng lượng của khối (w) = mg = (4)(10) = 40 Newton
wx = w sin 30o = (40)(0,5) = 20 Newton
wy = w cos 30o = (40)(0,5√3) = 20√3 Newton
Lực pháp tuyến (N) = wy = 20√3 Newton
Lực ma sát tĩnh (f)s) = (0,4)(20√3) = 8√3 Newton
Lực ma sát động (f)k) = (0,2)(20√3) = 4√3 Newton
F = 40 Newton
Yêu cầu Khối vật đang đứng yên hay đang chuyển động? Nếu đang chuyển động, hãy xác định lực tổng hợp làm cho khối vật tăng tốc và gia tốc của khối vật!
Jawab :
Khối di chuyển xuống dưới nếu F < wx +fsKhối vật di chuyển lên trên nếu F > wx +fs. F = 40 Newton, wx = 20 Newton và fs = 8√3 = 13,6 Newton, do đó có thể kết luận rằng khối vật chuyển động lên trên vì F lớn hơn wx +fs.
(a) lực tổng hợp làm gia tốc khối
Khi khối vật chuyển động, lực ma sát tác dụng lên khối vật là lực ma sát động (f).k).
(b) độ lớn và hướng gia tốc của khối
Độ lớn gia tốc của khối vật là 1,6 m/s.2 và hướng gia tốc của khối vật là hướng lên trên.
[Tiếng Anh : Chuyển động trên mặt phẳng nghiêng nhám có lực ma sát]