Một vật có khối lượng m = 1 kg được truyền với vận tốc ban đầu vo = 10 m/s từ điểm A trên mặt phẳng ngang AB. Sau khi nó đi hết mặt phẳng nghiêng thì nó tiếp tục đi lên mặt phẳng nghiêng (có góc nghiêng 30° so với mặt phẳng ngang). Biết AB = 2 m.
Tính độ cao cực đại mà vật lên được trên mặt phẳng nghiêng trong các trường hợp sau:
Đáp án:
Khi bỏ qua ma sát trên `AB,BC`: `h = 5 (m)`
Khi có ma sát trên các mặt: `h =3,57 (m)`
Giải thích các bước giải:
`alpha = 30^o`
$g = 10(m/s^2)$
Chọn mốc thế năng tại `A`.
Gọi độ cao cực đại của vật đạt được trên mặt phẳng nghiêng so với mặt ngang là `h (m)`.
Độ dài từ điểm dừng của vật đến `B` là:
`s = h/[sin alpha] (m)`
Công của trọng lực khi vật di chuyển từ `A` đến khi đạt độ cao cực đại là:
`A_P = mg(h_A - h) = - mgh (J)`
Công của lực ma sát khi vật di chuyển từ `A` đến `B` là:
`A_[Fms1] = F_[ms1] .AB.cos180^o = - F_[ms] .AB = - mu_1 N_1.AB`
`= - mu_1 mg AB (J)`
Công của lực ma sát khi vật di chuyển từ `B` đến độ cao cực đại là:
`A_[Fms2] = F_[ms2] .s.cos180^o = - F_[ms2] s = - mu_2 N_2 . h/[sin alpha]`
`= - mu_2 .mg cos alpha . h/[sinalpha] = - [mu_2 mgh ]/[tan alpha] (J)`
Áp dụng định lí động năng khi vật di chuyển từ `A` đến khi đạt độ cao cực đại là:
`0 - 1/2 mv_0^2 = A_P + A_[Fms1] + A_{Fms2}`
`<=> - 1/2 mv_0^2 = - mgh - mu_1 mg AB - [mu_2 mgh]/[tan alpha]`
Khi bỏ qua ma sát trên `AB,BC`:
`to - 1/2 mv_0^2 = - mgh`
`to h = [v_0^2]/[2g] = [10^2]/[2.10] = 5 (m)`
Khi có ma sát trên các mặt:
`- 1/2 mv_0^2 + mu_1 mgAB = - h(mg + [mu_2 mg]/[tan alpha])`
`<=> h = [1/2 v_0^2 - mu_1 g AB]/[g + [mu_2 g]/[tan alpha]]`
`= [1/2 .10^2 - 0,1.10.2]/[10 + [0,2.10]/[tan 30^o]]`
`≈ 3,57 (m)`
Vật lý học là môn khoa học tự nhiên tập trung vào sự nghiên cứu vật chất và chuyển động của nó trong không gian và thời gian, cùng với những khái niệm liên quan như năng lượng và lực. Vật lý học là một trong những bộ môn khoa học lâu đời nhất, với mục đích tìm hiểu sự vận động của vũ trụ. Hãy khám phá và hiểu rõ những quy luật tự nhiên xung quanh chúng ta!
Lớp 10 - Năm đầu tiên ở cấp trung học phổ thông, chúng ta sẽ có nhiều bạn bè mới đến từ những nơi khác nhau. Ngôi trường mới, xa nhà hơn, mở ra một thế giới mới với nhiều điều thú vị. Hãy mở lòng đón nhận và tận hưởng những trải nghiệm mới!
Copyright © 2021 HOCTAPSGK