Một học sinh dùng dây kéo một thùng sách nặng 10 kg chuyển động trên mặt sàn nằm ngang. Dây nghiêng một góc chếch lên trên 30o so với phương ngang. Hệ số ma sát trượt giữa đáy thùng và mặt sàn là µ = 0,2 (lấy g = 9,8 m/s2). Độ lớn của lực kéo để thùng sách chuyển động thẳng đều là
20,3 N. 18,6 N. 22,5 N. 24,7 N. Hướng dẫn giải:
Các lực tác dụng lên thùng sách: trọng lực \(\overrightarrow{P}\), phản lực \(\overrightarrow{N}\), lực đẩy \(\overrightarrow{F}\), lực ma sát trượt \(\overrightarrow{F}_{ms}\)
Vật chuyển động thẳng đều. Chọn hệ trục tọa độ Oxy như hình vẽ.
Áp dụng định luật 2 Newton cho chuyển động của vật theo hai trục Ox, Oy ta được:
\(\left\{{}\begin{matrix}F_x=Fcos\alpha-F_{ms}=ma_x=0\\F_y=N+Fsin\alpha-P=0\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow N=P-Fsin\alpha=mg-Fsin\alpha\)
\(F_{ms}=\mu.N=\mu\left(mg-Fsin\alpha\right)\)
Thay vào phương trình chuyển động theo trục Ox ta được:
\(Fcos\alpha-\mu\left(mg-Fsin\alpha\right)=0\)
\(\Rightarrow F=\dfrac{\mu mg}{cos\alpha+\mu sin\alpha}=\dfrac{0,2.10.9,8}{cos30^o+0,2sin30^o}=20,3\) N
