Một người ngồi trên xe trượt tuyết (có tổng khối lượng 75 kg) trượt không vận tốc ban đầu từ đỉnh đồi xuống chân đồi dài 100 m, cao 50 m. Hệ số

Câu hỏi 23.12 trang 44 SBT Vật lí 10: Một người ngồi trên xe trượt tuyết (có tổng khối lượng 75 kg) trượt không vận tốc ban đầu từ đỉnh đồi xuống chân đồi dài 100 m, cao 50 m. Hệ số ma sát giữa xe và mặt tuyết là 0,11. Gia tốc trọng trường là 9,8 m/s².

a. Tính độ lớn lực ma sát giữa xe và mặt tuyết khi xe trượt đến chân đồi.

b. Đến chân đồi, xe còn trượt được một đoạn trên đường nằm ngang thì dừng lại. Tính công của lực ma sát trên đoạn đường này.

Trả lời

a.

Từ hình vẽ, ta có:$\sin \alpha =\frac{50}{100}=\mathrm{0,5}\Rightarrow \alpha ={30}^0$

$N=P.\cos \alpha =mg.\cos \alpha$

Độ lớn lực ma sát:

$F_{ms}=\mu N=\mu mg.\cos \alpha$= 0,11.75.9,8.cos30⁰ = 70 N

b. Công của lực ma sát khi trượt trên đoạn AB:

A_ms = - F_ms.s = - 70.100 = - 7000 J

Chọn gốc thế năng ở chân đồi (mặt phẳng ngang đi qua B)

Cơ năng tại A: W_A = mgh = 75.9,8.50 = 36750 J

Cơ năng tại B: W_B

Vì có ma sát trên đoạn AB nên:

${\text{W}}_B={\text{W}}_A+A_{ms}=36750+\left(-7000\right)=29750J$

Đến chân đồi, xe trượt một đoạn trên đường nằm ngang rồi dừng lại (tại C).

Cơ năng tại C: W_C = 0

Vì có ma sát trên đoạn BC nên:${\text{W}}_C={\text{W}}_B+A_{ms}^{\text{'}}$

$A_{ms}^{\text{'}}=-{\text{W}}_B=-29750J$

Lưu ý: Có thể giải bài này bằng phương pháp động lực học.

Xem thêm các bài giải sách bài tập Vật Lí lớp 10 sách Kết nối tri thức với cuộc sống hay, chi tiết khác:

Bài 21: Moment lực. Cân bằng của vật rắn

Bài tập cuối chương 3 trang 40

Bài 23: Năng lượng. Công cơ học

Bài 24: Công suất

Bài 25: Động năng, thế năng

Bài 26: Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng