3 câu hỏi về phương trình lực ma sát
1. Khối A = 3 kg được đặt trên bàn và buộc vào một sợi dây, sợi dây này được nối với khối B = 2 kg thông qua một ròng rọc như hình vẽ. Khối lượng và ma sát của ròng rọc được bỏ qua. Gia tốc trọng trường g = 10 m/s² . Xác định gia tốc của hệ và lực căng dây nếu:
a) bàn trơn
b) Mặt bàn nhám có hệ số ma sát động là 0.4
Đã biết:
Khối lượng của khối A (m A ) = 3 kg
Khối lượng của tảng đá B (m B ) = 2 kg
Gia tốc trọng trường (g) = 10 m/ s²
Khối lượng của khối A (w A ) = mg = (3)(10) = 30 Newton
Trọng lượng của đá B (w B ) = mg = (2)(10) = 20 Newton
Cần tìm: Gia tốc của hệ (a) và lực căng dây (T)
Giải pháp:
a) bàn trơn
Tính gia tốc của hệ bằng cách sử dụng công thức định luật II của Newton:
ΣF = ma
w B = (m A + m B ) a
20 = (3 + 2) a
20 = 5 a
a = 20 / 5 = 4 m/ s²
Tính lực căng dây bằng công thức tính lực căng dây:
Lực căng trong sợi dây trên khối A:
ΣF = m A a
T = m A a = (3)(4) = 12 Newton
Lực căng trong sợi dây trên khối B:
ΣF = m B a
w B – T = (2)(4)
20 – T = 8
T = 20 – 8 = 12 Newton
b) Mặt bàn nhám có hệ số ma sát động là 0.4
Lực ma sát động:
F k = µ k N = (0,4)(30) = 12 Newton
Tính gia tốc của hệ bằng cách sử dụng công thức định luật II của Newton:
ΣF = ma
w B – f k = (m A + m B ) a
20 – 12 = (3 + 2) a
8 = 5 a
a = 8 / 5 = 1,6 m/ s²
Tính lực căng dây bằng công thức tính lực căng dây:
Lực căng trong sợi dây trên khối A:
ΣF = m A a
T – fk = m A a
T – 12 = (3)(1,6)
T – 12 = 4,8
T = 4,8 + 12 = 16,8 Newton
Lực căng trong sợi dây trên khối B:
ΣF = m B a
w B – T = (2)(1,6)
20 – T = 3,2
T = 20 – 3,2 = 16,8 Newton
2. Một vật có khối lượng 10 kg nằm trong mặt phẳng ngang. Hệ số ma sát tĩnh là 0.4 và hệ số ma sát động là 0.35. g = 10 m/s² . Nếu một vật được tác dụng một lực ngang không đổi là 25 N, thì độ lớn của lực ma sát tác dụng lên vật là…
Đã biết:
Khối lượng của vật (m) = 10 kg
Hệ số ma sát tĩnh (µs ) = 0.4
Hệ số ma sát động (µk) = 0.35
Gia tốc trọng trường (g) = 10 m/ s²
Lực ngang (F) = 25 N
Trọng lực của vật thể (w) = mg = (10)(10) = 100 Newton
Lực pháp tuyến (N) = w = 100 Newton
Cần tìm: Lượng ma sát tĩnh (f s ) và ma sát động (f k )
Giải pháp:
Lực ma sát tĩnh:
f s = µ s N = (0,4)(100) = 40 Newton
Lực ma sát động:
f k = µ k N = (0,35)(100) = 35 Newton
Lực ngang chỉ có 25 Newton nên chưa thể di chuyển được vật thể.
3. Khối lượng của khối A và B trong hình lần lượt là 10 kg và 5 kg. Hệ số ma sát giữa khối A và mặt phẳng là 0.2. Để ngăn khối A di chuyển, khối lượng tối thiểu của khối C cần thiết là…
Đã biết:
Khối lượng của khối A (m A ) = 10 kg
Khối lượng của khối B (m B ) = 5 kg
Hệ số ma sát tĩnh của khối A (µs ) = 0,2
Gia tốc trọng trường (g) = 10 m/ s²
Khối lượng A (w A ) = m A g = (10)(10) = 100 Newton
Khối lượng B (w B ) = m B g = (5)(10) = 50 Newton
Ma sát tĩnh (f s ) = µ s N = (0,2)(w A + w C ) = (0,2)(100 + w C ) = 20 + 0,2 w C
Câu hỏi: Khối lượng của khối C cần thiết để giữ cho hệ thống ở trạng thái đứng yên là bao nhiêu?
Trả lời:
Hệ thống đang ở trạng thái nghỉ nên công thức của định luật thứ nhất của Newton được sử dụng:
ΣF = 0
w B – f s = 0
50 – (20 + 0,2 w C ) = 0
50 – 20 – 0,2 w C = 0
30 – 0,2 w C = 0
30 = 0,2 w C
w C = 30 / 0,2 = 300 / 2 = 150 Newton
Khối lượng của khối C = 150 / 10 = 15 kg
