Một vật bắt đầu trượt từ đỉnh 1 dốc dài 12,5m, nghiêng góc a so với phương ngang với sin a =0,6 . Sau khi đến chân dốc vật tiếp tục trượt trên mặt phẳng ngang. Lấy g =10m/s^2 , biết hệ số ma sát trên dốc và mặt phẳng ngang bằng nhau là u = 0,25. a) Tính vận tốc ở chân dốc và quảng đường vật đi được trên mặt phẳng ngang. b) Tại vị trí nào trên dốc (cách chân dốc), vật có động năng bằng 2 lần thế năng. Tính vận tốc vật ở vị trí đó.
\(sin\alpha=0,6\Rightarrow cos\alpha=\sqrt{1-sin^2\alpha}=0,8\)
a)Khi vật trượt trên mpn, áp dụng định luật ll Niutow:
\(\overrightarrow{F_{ms}}+\overrightarrow{F}+\overrightarrow{P}+\overrightarrow{N}=m\cdot\overrightarrow{a}\)
\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}Oy:P\cdot cos\alpha=N\\Ox:P\cdot sin\alpha-F_{ms}=m\cdot a\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow mg\cdot sin\alpha-\mu mg\cdot cos\alpha=m\cdot a\)
\(\Rightarrow10\cdot0,6-0,25\cdot10\cdot0,8=a\Rightarrow a=4\)m/s2
Vận tốc tại chân mpn:
\(v^2-v_0^2=2aS\Rightarrow v=\sqrt{2aS+v_0^2}\)
\(\Rightarrow v=\sqrt{2\cdot4\cdot12,5+0}=10\)m/s
b)Cơ năng vật tại chân dốc:
\(W=\dfrac{1}{2}mv^2+mgz=\dfrac{1}{2}\cdot m\cdot10^2+m\cdot10\cdot12,5=175m\left(J\right)\)
Cơ năng tại nơi \(W_đ=2W_t\Rightarrow W_t=\dfrac{1}{2}W_đ\):
\(W'=W_đ+W_t=\dfrac{3}{2}W_đ=\dfrac{3}{4}mv'^2\)
Bảo toàn cơ năng: \(W=W'\)
\(\Rightarrow175m=\dfrac{3}{4}mv'^2\Rightarrow v=\dfrac{10\sqrt{21}}{3}\)m/s
