Một quyển sách được thả trượt từ đỉnh của một bàn nghiêng một góc α = 350 so với phương ngang. Hệ số ma sát trượt giữa mặt dưới của quyển sách với mặt bàn là µ = 0,5. Tìm gia tốc của quyển sách. Lấy g = 9,8 m/s2.
Trả lời bởi giáo viên
- Quyển sách chịu tác dụng của các lực: Trọng lực \(\overrightarrow P \); lực ma sát \(\overrightarrow {{f_{ms}}} \); phản lực \(\overrightarrow N \) của mặt bàn
- Phương trình định luật II Niu-tơn dưới dạng véc tơ:
\(\overrightarrow {{F_{ms}}} + \overrightarrow P + \overrightarrow N = m.\overrightarrow a \) (*)
- Chiếu (*) lên trục Ox và Oy ta được: \(\left\{ \begin{array}{l}P.sin\alpha - {f_{ms}} = ma\\ - {\rm{ }}Pcos\alpha + N = 0\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}N = P.\cos \alpha \\P.sin\alpha - {f_{ms}} = ma\,\,\,\left( 2 \right)\end{array} \right.\)
Lực ma sát : \({f_{ms}} = \mu .N = \mu .P\cos \alpha = \mu mg.\cos \alpha \,\,\,\,\left( 3 \right)\)
Từ (2) và (3) ta có:
\(\begin{array}{l}ma = P\sin \alpha - {f_{ms}} = mg.\sin \alpha - \mu mg.\cos \alpha \\ \Rightarrow a = g.\left( {\sin \alpha - \mu .\cos \alpha } \right) = 9,8.\left( {\sin 35 - 0,5.\cos 35} \right) = 1,6m/{s^2}\end{array}\)
Hướng dẫn giải:
Phương pháp động lực học:
Bước 1: Chọn vật (hệ vật) khảo sát.
Bước 2: Chọn hệ quy chiếu (Cụ thể hoá bằng hệ trục toạ độ vuông góc; Trục toạ độ Ox luôn trùng với phương chiều chuyển động; Trục toạ độ Oy vuông góc với phương chuyển động)
Bước 3: Xác định các lực và biểu diễn các lực tác dụng lên vật trên hình vẽ.
Bước 4: Viết phương trình hợp lực tác dụng lên vật theo định luật II Niu Tơn.
\(\overrightarrow {{F_{hl}}} = \overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} + ... + \overrightarrow {{F_n}} = m.\overrightarrow a \) (*) (Tổng tất cả các lực tác dụng lên vật)
Bước 5: Chiếu phương trình lực (*) lên các trục toạ độ Ox, Oy:
Ox: F1x + F2x + … + Fnx = ma (1)
Oy: F1y + F2y + … + Fny = 0 (2)
Giải phương trình (1) và (2) ta thu được đại lượng cần tìm