Giải các bài toán về định luật chuyển động của Newton – Lực ma sát tĩnh và ma sát động.
1. Một vật nằm trên mặt sàn nằm ngang. Hệ số ma sát tĩnh là 0.4 và gia tốc trọng trường là 9.8 m/s² . Xác định (a) Lực ma sát tĩnh cực đại (b) Lực ma sát tĩnh cực tiểu
Dung dịch
Đã biết:
Khối lượng (m) = 1 kg
Hệ số ma sát tĩnh (μs ) = 0.4
Gia tốc trọng trường (g) = 9.8 m/ s²
Trọng lượng (w) = mg = (1 kg)(10 m/s² ) = 10 kg m/s² = 10 Newton
Lực pháp tuyến (N) = w = 10 Newton
Muốn :
(a) Lực ma sát tĩnh cực đại (b) Lực ma sát tĩnh cực tiểu
Giải pháp:
(a) Lực ma sát tĩnh cực đại
f s = μ s N
f s = (0.4)(9.8 N) = 3.92 Newton
(b) Lực tối thiểu của F
Nếu lực F tác dụng lên vật nhưng vật không chuyển động, thì phải có lực ma sát tĩnh do sàn tác dụng lên vật. Nếu vật bắt đầu chuyển động, lực ma sát tĩnh sẽ lớn hơn lực ma sát tĩnh, thì phải có lực ma sát động. Vật bắt đầu chuyển động nếu lực F lớn hơn lực ma sát tĩnh cực đại.
Vậy lực F tối thiểu bằng lực ma sát tĩnh tối đa = 3.92 Newton.
[irp]
2. Một hộp có khối lượng 1 kg được kéo dọc theo một mặt phẳng nằm ngang bởi một lực F, sao cho hộp chuyển động với vận tốc không đổi. Nếu hệ số ma sát động là 0.1, hãy xác định độ lớn của lực F! (g = 9.8 m/ s² )
Đã biết:
Hệ số ma sát động ( μk ) = 0.1
Khối lượng của hộp (m) = 1 kg
Gia tốc trọng trường (g) = 9.8 m/ s²
Khối lượng (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ) = 9.8 kg m/s² = 9.8 Newton
Lực pháp tuyến (N) = w = 9.8 Newton
Cần tìm : Nữ
Giải pháp:
Định luật thứ nhất của Newton phát biểu rằng nếu không có lực tổng hợp tác dụng lên một vật, thì mọi vật sẽ tiếp tục ở trạng thái nghỉ hoặc vận tốc không đổi theo đường thẳng.
Vì vậy, nếu vật chuyển động với vận tốc không đổi , thì phải không có lực tổng hợp ( ΣF = 0) . Lực F tác dụng lên vật theo hướng phải, do đó lực ma sát động tác dụng lên vật theo hướng trái.
∑ F = 0
F – f k = 0
F = f k
Lực ma sát động:
f k = μ k N = (0.1)(9.8 N) = 0.98 Newton
Vật chuyển động với vận tốc không đổi, F = f k = 0.98 Newton
[irp]
3. Một vật trượt xuống mặt phẳng nghiêng với vận tốc không đổi. Xác định hệ số ma sát động ( μk ) . g = 9.8 m/ s²
Dung dịch
w = trọng lượng, w x = thành phần trọng lượng theo phương ngang, hướng dọc theo mặt phẳng nghiêng, w y = thành phần trọng lượng theo phương thẳng đứng, vuông góc với mặt phẳng nghiêng, N = lực pháp tuyến, f k = lực ma sát động.
Đã biết:
Khối lượng (m) = 1 kg
Gia tốc trọng trường (g) = 9.8 m/ s²
trọng lượng (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ) = 9.8 kg m/s² = 9.8 Newton
w x = w sin 30 o = (9.8 N)(0.5) = 4.9 Newton
w y = w cos 30 o = (9.8 N)(0.5) √ 3 = 4.9 √ 3 Newton
Lực pháp tuyến (N) = w y = 4.9 √ 3 Newton
Cần tìm : hệ số ma sát động ( μk )
Giải pháp:
Vật trượt xuống mặt phẳng nghiêng với vận tốc không đổi sao cho lực tổng hợp bằng 0.
∑ F = 0
w x – f k = 0
w x = f k
w x = μ k N
5 = μ k ( 5 √ 3 )
μ k = 5 / 5 √ 3
μ k = 1 / √ 3
μ k = 0.58
[irp]
[wpdm_package id = '472 ′]
- Khối lượng và trọng lượng
- Lực lượng bình thường
- Định luật chuyển động thứ hai của Newton
- Lực ma sát
- Chuyển động trên bề mặt nằm ngang không có lực ma sát
- Chuyển động của hai vật có cùng gia tốc trên bề mặt ngang nhám có lực ma sát.
- Chuyển động trên mặt phẳng nghiêng không có lực ma sát
- Chuyển động trên mặt phẳng nghiêng nhám có lực ma sát
- Chuyển động trong thang máy
- Chuyển động của các vật thể được nối với nhau bằng dây và ròng rọc
- Hai vật có cùng độ lớn gia tốc
- Làm tròn đường cong phẳng – động lực học của chuyển động tròn
- Vượt qua khúc cua nghiêng – động lực học của chuyển động tròn
- Chuyển động đều trên một vòng tròn nằm ngang
- Lực hướng tâm trong chuyển động tròn đều
