một vật có khối lượng 3 kg được kéo lên trên mặt phẳng nghiêng một góc 30 độ so với phương ngang bởi lực không đổi 70 Newton dọc theo đường dốc chính biết hệ số ma sát là 0, 05 lấy g = 10 m/s Bình hãy xác định các lực tác dụng lên vật và công do từng lực thực hiện khi vật di chuyển được một quãng đường 2 m
Quảng cáo
1 câu trả lời 290
Để giải bài toán này, ta sẽ xác định các lực tác dụng lên vật, bao gồm lực kéo, trọng lực, lực ma sát, và sau đó tính công do từng lực thực hiện khi vật di chuyển được 2 m.
1. Các lực tác dụng lên vật
Trọng lực (FgF_gFg):
Fg=m⋅gF_g = m \cdot gFg=m⋅g
Với m=3 kgm = 3 \, \text{kg}m=3kg và g=10 m/s2g = 10 \, \text{m/s}^2g=10m/s2:
Fg=3⋅10=30 NF_g = 3 \cdot 10 = 30 \, \text{N}Fg=3⋅10=30N
Phân tích trọng lực theo phương dốc:
Trọng lực có thể phân thành hai thành phần:
Thành phần vuông góc với mặt phẳng nghiêng (Fg⊥F_{g\perp}Fg⊥):
Fg⊥=Fg⋅cos(30∘)=30⋅32=153≈25.98 NF_{g\perp} = F_g \cdot \cos(30^\circ) = 30 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = 15\sqrt{3} \approx 25.98 \, \text{N}Fg⊥=Fg⋅cos(30∘)=30⋅23=153≈25.98N
Thành phần song song với mặt phẳng nghiêng (Fg∥F_{g\parallel}Fg∥):
Fg∥=Fg⋅sin(30∘)=30⋅12=15 NF_{g\parallel} = F_g \cdot \sin(30^\circ) = 30 \cdot \frac{1}{2} = 15 \, \text{N}Fg∥=Fg⋅sin(30∘)=30⋅21=15N
Lực kéo (FkF_kFk): Cho trước Fk=70 NF_k = 70 \, \text{N}Fk=70N.
Lực ma sát (FmsF_{ms}Fms):
Lực ma sát được tính theo công thức:
Fms=μ⋅Fg⊥F_{ms} = \mu \cdot F_{g\perp}Fms=μ⋅Fg⊥
Với μ=0.05\mu = 0.05μ=0.05:
Fms=0.05⋅Fg⊥=0.05⋅153≈0.05⋅25.98≈1.299 NF_{ms} = 0.05 \cdot F_{g\perp} = 0.05 \cdot 15\sqrt{3} \approx 0.05 \cdot 25.98 \approx 1.299 \, \text{N}Fms=0.05⋅Fg⊥=0.05⋅153≈0.05⋅25.98≈1.299N
2. Các lực tác dụng lên vật
Lực kéo Fk=70 NF_k = 70 \, \text{N}Fk=70N (hướng lên dốc).
Thành phần trọng lực song song Fg∥=15 NF_{g\parallel} = 15 \, \text{N}Fg∥=15N (hướng xuống dốc).
Lực ma sát Fms≈1.299 NF_{ms} \approx 1.299 \, \text{N}Fms≈1.299N (hướng xuống dốc).
3. Tính công do từng lực thực hiện
Công do lực kéo FkF_kFk:
Wk=Fk⋅d⋅cos(θk)=70⋅2⋅cos(0∘)=70×2=140 JW_k = F_k \cdot d \cdot \cos(\theta_k) = 70 \cdot 2 \cdot \cos(0^\circ) = 70 \times 2 = 140 \, \text{J}Wk=Fk⋅d⋅cos(θk)=70⋅2⋅cos(0∘)=70×2=140J
Công do trọng lực FgF_gFg:
Wg=Fg∥⋅d⋅cos(180∘)=15⋅2⋅(−1)=−30 JW_{g} = F_{g\parallel} \cdot d \cdot \cos(180^\circ) = 15 \cdot 2 \cdot (-1) = -30 \, \text{J}Wg=Fg∥⋅d⋅cos(180∘)=15⋅2⋅(−1)=−30J
Công do lực ma sát FmsF_{ms}Fms:
Wms=Fms⋅d⋅cos(180∘)≈1.299⋅2⋅(−1)≈−2.598 JW_{ms} = F_{ms} \cdot d \cdot \cos(180^\circ) \approx 1.299 \cdot 2 \cdot (-1) \approx -2.598 \, \text{J}Wms=Fms⋅d⋅cos(180∘)≈1.299⋅2⋅(−1)≈−2.598J
4. Kết luận
Các lực tác dụng lên vật:
Lực kéo Fk=70 NF_k = 70 \, \text{N}Fk=70N (hướng lên dốc).
Thành phần trọng lực song song Fg∥=15 NF_{g\parallel} = 15 \, \text{N}Fg∥=15N (hướng xuống dốc).
Lực ma sát Fms≈1.299 NF_{ms} \approx 1.299 \, \text{N}Fms≈1.299N (hướng xuống dốc).
Công do từng lực thực hiện khi vật di chuyển quãng đường 2 m:
Công do lực kéo: Wk=140 JW_k = 140 \, \text{J}Wk=140J
Công do trọng lực: Wg=−30 JW_{g} = -30 \, \text{J}Wg=−30J
Công do lực ma sát: Wms≈−2.598 JW_{ms} \approx -2.598 \, \text{J}Wms≈−2.598J
Hy vọng thông tin này giúp ích cho bạn!
Quảng cáo
Bạn cần hỏi gì?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
90404 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
60382 -
Hỏi từ APP VIETJACK
Đã trả lời bởi chuyên gia
59717 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
51307 -
Hỏi từ APP VIETJACK
Đã trả lời bởi chuyên gia
48829 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
39140
