Một người dùng lực F hợp với phương nằm ngang một góc

Haylamdo biên soạn và sưu tầm lời giải Sách bài tập Vật lí 10 Một người dùng lực F hợp với phương nằm ngang một góc sách Cánh diều hay, ngắn gọn sẽ giúp học sinh nắm vững cách làm bài và dễ dàng làm bài tập trong SBT Vật lí 10 Bài 3.8 trang 36.

Giải SBT Vật lí 10 Chủ đề 3: Năng lượng

Bài 3.8 trang 36 sách bài tập Vật lí 10: Một người dùng lực F hợp với phương nằm ngang một góc $\alpha =60,0°$ , để kéo vật có khối lượng m = 50,0 kg trượt trên mặt sàn nằm ngang một đoạn thẳng có độ dài s = 10,0 m với tốc độ không đổi. Biết hệ số ma sát giữa vật và mặt sàn là $\mu =0,250$ ; thành phần thẳng đứng của lực F hướng từ dưới lên trên, gia tốc rơi tự do

g = 9,8 m/s². Tính:

a. Công của trọng lực.

b. Công của lực F.

c. Công của lực ma sát.

Lời giải:

a. Công của trọng lực: A_p = 0

b. Giản đồ vecto

Từ định luật II Newton: $\overrightarrow{F}+\overrightarrow{P}+\overrightarrow{N}+\overrightarrow{F_{ms}}=\overrightarrow{0}$ (do vật chuyển động đều)

Vì vật chuyển động thẳng đều nên độ lớn của lực ma sát bằng độ lớn của thành phần nằm ngang của lực F.

Theo phương Ox: $F\cos \alpha -F_{ms}=0\iff F\cos \alpha -\mu N=0$

Theo phương Oy: $N+F\sin \alpha =P\Rightarrow N=mg-F\sin \alpha$

$\Rightarrow \mu \left(mg-F\sin \alpha \right)=F\cos \alpha$

$\Rightarrow F=\frac{\mu mg}{\cos \alpha +\mu \sin \alpha }$

Công của lực F:

$A_F=Fs\cos \alpha =\frac{\mu mgs\cos \alpha }{\cos \alpha +\mu \sin \alpha }\approx 855J$

c. Lực ma sát: $F_{ms}=\mu N=\mu \left(mg-F\sin \alpha \right)$

Công của lực ma sát

$A_{ms}=-\mu \left(mg-F\sin \alpha \right)s=-\frac{\mu mgs\cos \alpha }{\cos \alpha +\mu \sin \alpha }\approx -855J$