Cộng đồng chia sẻ tri thức Lib24.vn

Chủ đề 10: Tính quãng đường, thời gian đi được khi có lực ma sát

Gửi bởi: Phạm Thọ Thái Dương 11 tháng 3 2020 lúc 14:32:13


Các bước giải bài tập:

      + Chọn hệ quy chiếu, chiều dương, gốc tọa độ, gốc thời gian

      + Phân tích lực

      + Viết phương trình định luật II Newton

      + Chiếu phương trình lên chiều dương và tìm gia tốc của vật, từ đó suy ra quãng đường, thời gian vật đi được

Bài tập vận dụng

Bài 1: Một xe điện đang chạy với vận tốc 36 km/h thì bị hãm lại đột ngột. Bánh xe không lăn nữa mà chỉ trượt lên đường ray. Kể từ lúc hãm, xe điện còn đi được bao xa thì dừng hẳn? Biết hệ số ma sát trượt giữa bánh xe và đường ray là 0,2. Lấy g = 9,8 m/s2.

Hướng dẫn:

Đổi 36 km/h = 10 m/s

Kể từ lúc hãm xe, lực ma sát đóng vai trò cản trở chuyển động khiến xe dừng lại

Áp dụng định luật II Newton, ta có:

   Fms + P→ + N→ = m.a→

Chiếu lên chiều chuyển động:

- Fms = ma ⇒ - μmg = ma

⇒ a = - μg = - 0,2.9,8 = - 1,96 m/s2

Quãng đường vật đi được kể từ lúc hãm phanh đến khi dừng hẳn:

Bài 2: Một ôtô m = 1,5 tấn chuyển động trên đường nằm ngang chịu tác dụng của lực phát động 3300 N. Cho xe chuyển động với vận tốc đầu 10 m/s. Sau khi đi 75 m đạt vận tốc 72 km/h. Tính lực ma sát giữa xe và mặt đường, thời gian ô tô chuyển động. Sau đó xe tắt máy hãm phanh sau 4s xe dừng hẳn. Tính hệ số ma sát trượt giữa xe và mặt đường (lúc này xe trượt mà không lăn)

Hướng dẫn:

Đổi 72 km/h = 20 m/s

Ta có: v2 – v02 = 2as

Áp dụng định luật II Newton và chiếu lên chiều chuyển động của vật:

⇒ - Fms + F = ma

⇒ Fms = 3300 - 1,5.103.2 = 300 N

Thời gian ô tô chuyển động:

Vận tốc của ô tô trước khi hãm phanh là v = 20 m/s

Gia tốc của vật từ khi hãm phanh đến khi dừng hẳn là:

Ta có: -Fms = ma ⇒ - μmg = ma

Bài 3: Một ô tô đang chuyển động với vận tốc 15 m/s thì tắt máy, hãm phanh. Tính thời gian và quãng đường ô tô đi thêm được cho đến khi dừng lại. Biết hệ số ma sát giữa bánh xe và mặt đường là 0,6. Lấy g = 9,8 m/s2

Hướng dẫn:

Áp dụng định luật II Newton và chiếu lên chiều chuyển động của vật:

⇒ -Fms = ma ⇒ a = - μg = -0,6.9,8 = -5,88 m/s2

Bài 4: Một vật trượt trên mặt phẳng nghiêng dài 5 m, cao 3 m. Tính gia tốc của vật trong 2 trường hợp:

a. Ma sát trên mặt phẳng nghiêng không đáng kể.

b. Hệ số ma sát lăn giữa vật và mặt phẳng nghiêng là 0,2.

Hướng dẫn:

a. Ma sát không đáng kể ⇒ Lực tác động làm vật trượt khỏi mặt phẳng nghiêng là thành phần trọng lực song song với bề mặt tiếp xúc

P1 = P.sinα = mgsinα

Áp dụng định luật II Newton và chiếu lên chiều chuyển động của vật: P1 = ma

⇒ g. sinα = a = 10.(3/5) = 6 m/s2

b. Khi có ma sát:

- Fms + P1 = ma

Và N = P2 = mgcosα

⇒ - μmgcosα + mgsinα = ma

⇒ a = - μgcosα + gsinα = 

Bài 5: Một ôtô m = 1,5 tấn chuyển động trên đường nằm ngang chịu tác dụng của lực phát động 3300 N cho g = 10 m/s2. Xe đang chuyển động thẳng đều với vận tốc 72 km/h thì tắt máy. Hỏi thời gian từ lúc tắt máy đến khi xe dừng hẳn là bao lâu? Coi lực ma sát là đáng kể

Hướng dẫn:

Ban đầu, xe chuyển động thẳng đều ⇒ Fms = F = 3300 N

Khi tắt máy: - Fms = ma ⇒ -3300 = 1,5.103.a ⇒ a = - 2,2 m/s2

Thời gian từ lúc tắt máy đến khi dừng hẳn: 


Được cập nhật: hôm kia lúc 17:00:58 | Lượt xem: 418