a, ta có công của lực ma sát = độ biến thiên cơ năng:

\(-F.S=Wđ-Wt\Leftrightarrow-F.l=\dfrac{mv^2}{2}-mgh\Leftrightarrow-F.1=\dfrac{3.2,45^2}{2}-3.10.1,5\Leftrightarrow F=35.99\left(N\right)\)b, sinα=h/l = 1,5/1 >0 => đề vô lý :))

Lời giải

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật, gắn hệ trục tọa độ như hình vẽ

Ta có:

sin 30 = z s ⇒ z = s . sin 30 0 = 10. 1 2 = 5 ( m )  

Chọn mốc thế năng tại chân dốc. Theo định luật bảo toàn cơ năng

W A = W B ⇒ m g z = 1 2 m v 2 ⇒ v = 2 g z ⇒ v = 2.10.5 = 10 ( m / s )

Áp dụng công thức về độ biến thiên động năng:

m v 2 /2 - m v 0 2 /2 = A = Fs

Với  v 0  = 0 và F = Psin α - F m s  = mg(sin α - μ cos α )

Từ đó suy ra:

Thay số, ta tìm được vận tốc của vật ở chân mặt phẳng nghiêng:

a. Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ, chiều dương là chiều chuyển động. Vật chịu tác dụng của các lực f m s → ; N → ; P →

Theo định luật II newton ta có:  f → m s + N → + P → = m a → 1

Chiếu Ox ta có :

P x − f m s = m a 1 ⇒ P sin α − μ N = m a 1

Chiếu Oy ta có:  N = P y = P cos α

⇒ a 1 = g sin α − μ g cos α

⇒ a 1 = 10. 1 2 − 0 , 1.10. 3 2 = 4 , 134 m / s 2

Vận tốc của vật ở chân dốc.

Áp dụng công thức  v 1 2 − v 0 2 = 2 a 1 s

⇒ v 1 = 2 a 1 s = 2.4 , 134.40 ≈ 18 , 6 m / s

b. Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ , chiều dương (+) Ox là chiều chuyển động .Áp dụng định luật II Newton

Ta có  F → m s + N → + P → = m a → 2

Chiếu lên trục Ox:  − F m s = m a 2 ⇒ − μ . N = m a 2 1

Chiếu lên trục Oy: N – P = 0 ⇒ N = P=mg

⇒ a 2 = − μ g = − 0 , 2.10 = − 2 m / s 2

Để vật dừng lại thì  v 2 = 0 m / s

Áp dụng công thức:

v 2 2 − v 1 2 = 2 a 2 . s 2 ⇒ s 2 = − 18 , 6 2 2. − 2 = 86 , 5 m

Chọn mốc thế năng tại mặt đất

Thế năng của vật tại vị trí đỉnh của mặt phẳng nghiêng là:

\(W_t=mgh=mgSsin30^0=10mg\)

Động năng của vật tại chân mặt phẳng nghiêng là:

\(W_đ=\dfrac{1}{2}mv^2\)

Lại có độ biến thiên cơ năng bằng công của lực ma sát

Hay \(W_đ-W_t=F_{ms}S\Leftrightarrow\dfrac{1}{2}mv^2-10mg=mg\mu S\)

\(\Leftrightarrow\dfrac{1}{2}v^2-10.10=10.0,1.20\Rightarrow v=4\sqrt{15}\left(đvvt\right)\)

200g=0,2kg

các lực tác dụng lên vật khi ở trên mặt phẳng nghiêng

\(\overrightarrow{P}+\overrightarrow{N}=m.\overrightarrow{a}\)

chiếu lên trục Ox có phương song song với mặt phẳng nghiêng, chiều dương cùng chiều chuyển động

P.sin\(\alpha\)=m.a\(\Rightarrow\)a=5m/s²

vận tốc vật khi xuống tới chân dốc

v²-v₀²=2as\(\Rightarrow\)v=\(4\sqrt{5}\)m/s

khi xuống chân dốc trượt trên mặt phẳng ngang xuất hiện ma sát

các lực tác dụng lên vật lúc này

\(\overrightarrow{P}+\overrightarrow{N}+\overrightarrow{F_{ms}}=m.\overrightarrow{a'}\)

chiếu lên trục Ox có phương nằm ngang chiều dương cùng chiều chuyển động của vật

-F_ms=m.a'\(\Rightarrow-\mu.N=m.a'\) (1)

chiếu lên trục Oy có phương thẳng đứng chiều dương hướng lên trên

N=P=m.g (2)

từ (1),(2)\(\Rightarrow\)a'=-2m/s²

thời gian vật chuyển động trên mặt phẳng đến khi dừng lại là (v₁=0)

t=\(\dfrac{v_1-v}{a'}\)=\(2\sqrt{5}s\)