Vật đặt trên đỉnh dốc dài 165 m, hệ số ma sát μ = 0,2, góc nghiêng dốc là α

a. Với giá trị nào của α thì vật nằm yên không trượt?

b. Cho α = 30°. Tìm thời gian vật xuống dốc và vận tốc vật ở chân dốc

Cho tan11° = 0,2; cos30° = 0,85

Lời giải:

a. Để vật nằm yên không trượt thì

\[{F_{ms}} \ge {P_x} \Rightarrow \mu {P_y} \ge {P_x} \Leftrightarrow \mu P.\cos \alpha \ge P.\sin \alpha \Rightarrow \mu \ge \frac{{\sin \alpha }}{{\cos \alpha }} = \tan \alpha \Rightarrow \alpha \le \arctan \left( \mu \right) = {11^0}\]

b. Chọn hệ trục Oxy như hình vẽ

Vật trượt xuống dốc, theo định luật II Newton ta có

\[\left\{ \begin{array}{l}Ox:{P_x} - {F_{ms}} = ma\\Oy:N - {P_y} = 0\end{array} \right. \Rightarrow P.\sin \alpha - \mu P\cos \alpha = ma\]

\[ \Rightarrow a = gsin\alpha - \mu gcos\alpha \]\[ = {\rm{ }}10.sin30^\circ - 0,2.10.cos30^\circ = 3,3{\rm{ }}m/{s^2}\]

Thời gian vật xuống dưới chân dốc là: \[t = \sqrt {\frac{{2s}}{a}} = \sqrt {\frac{{2.165}}{{3,3}}} = 10\,s\]