Để kéo một vật khối lượng 80 kg lên xe ô tô tải, người ta dùng tấm ván dài 2,5 m

Bài 24: Công và Công suất

Bài 24.8 trang 58 Sách bài tập Vật Lí 10: Để kéo một vật khối lượng 80 kg lên xe ô tô tải, người ta dùng tấm ván dài 2,5 m, đặt nghiêng 30^o so với mặt đất phẳng ngang, làm cầu nối với sàn xe. Biết lực kéo song song với mặt tấm ván và hệ số ma sát là 0,02. Lấy g ≈ 10 m/s². Xác định công của lực kéo trong hai trường hợp :

a) Kéo vật chuyển động thẳng đều.

b) Kéo vật chuyển động thẳng với gia tốc 1,5 m/s².

Lời giải:

Chọn chiều chuyển động của vật m là chiều dương. Phương trình của định luật II Niu-tơn đối với vật m chuyển động trên mặt phẳng nghiêng như hình vẽ có dạng:

ma = F – P₁ - F_ms

Với P₁ = mg.sin 30^o ≈ 400 N.

F_ms = μN = µmgcos 30^o ≈ 13,8 N.

a. Khi vật chuyển động thẳng đều: a = 0, lực kéo có độ lớn:

F = P₁ + F_ms ≈ 413,8 N

Do đó, công của lực kéo: A = Fs = 413,8.2,5 = 1034,5 J.

b. Khi vật chuyển động với gia tốc a = 1,5 m/s², lực kéo có độ lớn:

F = P₁ + F_ms + ma ≈ 413,8 + 80.1,5 = 533,3 N

Công của lực kéo: A = Fs = 533,8.2,5 = 1334,5 J