Một vật khối lượng 2 kg đặt trên mặt phẳng nằm ngang. Khi tác dụng một lực có độ lớn là 1 N

Đề bài: Một vật khối lượng 2 kg đặt trên mặt phẳng nằm ngang. Khi tác dụng một lực có độ lớn là 1 N theo phương ngang vật bắt đầu trượt trên mặt phẳng nằm ngang

a. Tính vận tốc của vật sau 4 s. Xem lực ma sát là không đáng kể.

b. Thật ra, sau khi đi được 8m kể từ lúc đứng yên, vật dạt được vận tốc 2m/s. Tính gia tốc chuyển động, lực ma sát và hệ số ma sát. Lấy g = 10m/s².

Trả lời

a. Chọn chiều dương là chiều chuyển động.

Theo định luật II Newton $\overrightarrow{P}+\overrightarrow{N}+\overrightarrow{F}=m\overrightarrow{a}$

Chiếu lên ox ta có $F=ma\Rightarrow a=\frac{F}{m}=\frac{1}{2}=0,5\left(m/s^2\right)$

Mà $v=v_0+at=0+0,5.4=2\left(m/s\right)$

Áp dụng công thức $v^2-v_0^2=2as\Rightarrow a=\frac{2^2-0^2}{2.8}=0,25\left(m/s^2\right)$

Khi có lực ma sát ta có 

Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ , chiều dương (+) Ox là chiều chuyển động .Áp dụng định luật II Newton. Ta có $\overrightarrow{F}+{\overrightarrow{F}}_{ms}+\overrightarrow{N}+\overrightarrow{P}=m\overrightarrow{a}$

Chiếu lên trục Ox: $F-F_{ms}=ma\begin{array}{cc}& \left(1\right)\end{array}$

Chiếu lên trục Oy: $N-P=0\Rightarrow N=P$

$\Rightarrow F-\mu N=ma\Rightarrow \mu =\frac{F-m.a}{mg}$

$\Rightarrow \mu =\frac{1-2.0,25}{2.10}=0,025$

Mà $F_{ms}=\mu .N=0,\mathrm{025.2.10}=0,5N$