Cho một vật có khối lượng 10 kg đặt trên một sàn nhà. Một người tác dụng một lực là 30 N

Đề bài: Cho một vật có khối lượng 10 kg đặt trên một sàn nhà. Một người tác dụng một lực là 30 N kéo vật theo phương ngang, hệ số ma sát giữa vật và sàn nhà là $\mu =0,2$ . Cho $g=10m/s^2$ .

a. Tính gia tốc của vật.

b. Sau khi đi được quãng đường 4,5 m thì vật có vận tốc là bao nhiêu, thời gian đi hết quãng đường đó?

c. Nếu bỏ qua ma sát và lực kéo hợp với phương chuyển động một góc ${60}^o$ thì vật có gia tốc bao nhiêu? Xác định vận tốc sau 5 s?

Trả lời

a. Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ, chiều dương (+) Ox là chiều chuyển động

Áp dụng định luật II Newton: $\overrightarrow{F}+{\overrightarrow{f}}_{ms}+\overrightarrow{N}+\overrightarrow{P}=m\overrightarrow{a}$

Chiếu lên trục Ox: $F-f_{ms}=ma$(1)

Chiếu lên trục Oy:

$N-P=0\Rightarrow N=mg=10.10=100N$$\Rightarrow f_{ms}=\mu .N=0,2.100=20N$

Thay vào (1) ta có: $30-20=10a\Rightarrow a=1(m/s^2)$

b. Áp dụng công thức: $v^2-v_0^2=2as\Rightarrow v=\sqrt{2as}=\sqrt{\mathrm{2.1.4},5}=3(m/s)$

Mà $v=v_0+at\Rightarrow t=\frac{v}{a}=\frac{3}{1}=3\left(s\right)$

Vậy sau khi vật đi được 4,5 m thì vận tốc của vật là 3 m/s và sau thời gian 3 s.

c. Chọn chiều dương là chiều chuyển động

$v=v_0+at\Rightarrow t=\frac{v}{a}=\frac{3}{1}=3\left(s\right)$

Theo định luật II newton ta có: $\overrightarrow{F}+\overrightarrow{N}+\overrightarrow{P}=m\overrightarrow{a}$

Chiếu lên Ox: $Fcos\alpha =ma$ $\Rightarrow a=\frac{Fcos\alpha }{m}=\frac{30.cos{60}^0}{10}=1(m/s^2)$

Mà $v=v_0+at\Rightarrow v=0+1.5=5\left(m/s\right)$