Một học sinh dùng dây kéo một thùng sách nặng 10 kg chuyển động trên mặt sàn nằm ngang

Giải Vật Lí lớp 10 Bài 20: Một số ví dụ về cách giải các bài toán thuộc phần động lực học

Bài tập 3 trang 82 Vật Lí 10: 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 30^o 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). Hãy xác định độ lớn của lực kéo để thùng sách chuyển động thẳng đều.

Lời giải:

Coi thùng hàng là chất điểm, phân tích các lực tác dụng lên thùng hàng tại trọng tâm gồm có: lực kéo, trọng lực, phản lực, lực ma sát.

Chọn hệ trục tọa độ Oxy như hình vẽ:

- Vật chuyển động thẳng đều.

- Áp dụng định luật 2 Newton cho chuyển động của vật theo hai trục Ox, Oy:

$\left\{\begin{array}{l}Ox:F_x=F.\cos \alpha -F_{ms}=m.a_x=0\left(1\right)\\ Oy:F_y=N+F.\sin \alpha -P=0\left(2\right)\end{array}\right.$

Mà F_ms = µ.N

Giải hệ phương trình có:

Từ (2) => N = P - F.sinα = mg - F.sinα

=> F_ms = µ.N = µmg - µF.sinα

Thay vào (1) ta được:

F.cosα - µmg + µF.sinα = 0 => F = $\frac{\mu mg}{\cos \alpha +\mu .\sin \alpha }$ = 20,3N