Một người ngồi trên xe trượt tuyết (có tổng khối lượng 75 kg) trượt không vận tốc ban đầu

Giải SBT Vật Lí 10 Bài 23: Năng lượng. Công cơ học

Câu hỏi 23.12 trang 44 SBT Vật Lí 10: Một người ngồi trên xe trượt tuyết (có tổng khối lượng 75 kg) trượt không vận tốc ban đầu từ đỉnh đồi xuống chân đồi dài 100 m, cao 50 m. Hệ số ma sát giữa xe và mặt tuyết là 0,11. Gia tốc trọng trường là 9,8 m/s².

a. Tính độ lớn lực ma sát giữa xe và mặt tuyết khi xe trượt đến chân đồi.

b. Đến chân đồi, xe còn trượt được một đoạn trên đường nằm ngang thì dừng lại. Tính công của lực ma sát trên đoạn đường này.

Lời giải:

a.

Từ hình vẽ, ta có: sin$\alpha$ = $\frac{50}{100}$ = 0,5 $\Rightarrow$ $\alpha$ = 30^o

N = P.cos$\alpha$= mg.cos$\alpha$

Độ lớn lực ma sát:

F_ms = $\mu$N = $\mu$mg.cos$\alpha$ = 0,11.75.9,8.cos30⁰ = 70 N

b. Công của lực ma sát khi trượt trên đoạn AB:

A_ms = - F_ms.s = - 70.100 = - 7000 J

Chọn gốc thế năng ở chân đồi (mặt phẳng ngang đi qua B)

Cơ năng tại A: W_A = mgh = 75.9,8.50 = 36750 J

Cơ năng tại B: W_B

Vì có ma sát trên đoạn AB nên:

${\text{W}}_B={\text{W}}_A+A_{ms}$ = 36750 + (-7000) = 29750J

Đến chân đồi, xe trượt một đoạn trên đường nằm ngang rồi dừng lại (tại C).

$\Rightarrow$ Cơ năng tại C: W_C = 0

Vì có ma sát trên đoạn BC nên: ${\text{W}}_C={\text{W}}_B+A_{ms}^{\text{'}}$

$\Rightarrow A_{ms}^{\text{'}}=-{\text{W}}_B$ = -29750J

Lưu ý: Có thể giải bài này bằng phương pháp động lực học.

Xem thêm các bài giải sách bài tập Vật Lí lớp 10 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

• Câu hỏi 23.1 trang 43 SBT Vật Lí 10: Đại lượng nào sau đây không phải là một dạng năng lượng? ....

• Câu hỏi 23.2 trang 43 SBT Vật Lí 10: Khi hạt mưa rơi, thế năng của nó chuyển hóa thành ....

• Câu hỏi 23.3 trang 43 SBT Vật Lí 10: Năng lượng phát ra từ Mặt Trời có nguồn gốc là ....

• Câu hỏi 23.4 trang 43 SBT Vật Lí 10: Trong hệ đơn vị SI, công được đo bằng ....

• Câu hỏi 23.5 trang 43 SBT Vật Lí 10: Khi kéo một vật trượt lên trên một mặt phẳng nghiêng ....

• Câu hỏi 23.6 trang 43 SBT Vật Lí 10: Một lực $\overrightarrow{F}$ có độ lớn không đổi....

• Câu hỏi 23.7 trang 44 SBT Vật Lí 10: Một vật đang chuyển động dọc theo chiều dương của trục Ox ....

• Câu hỏi 23.8 trang 44 SBT Vật Lí 10: Lực nào sau đây không thực hiện công khi nó tác dụng vào vật đang chuyển động? ....

• Câu hỏi 23.9 trang 44 SBT Vật Lí 10: Mỗi tế bào cơ trong cơ thể người có thể coi như một động cơ siêu nhỏ ....

• Câu hỏi 23.10 trang 44 SBT Vật Lí 10: Một em bé mới sinh nặng 3 kg được một y tá bế ở độ cao 1,2 m ....

• Câu hỏi 23.11 trang 44 SBT Vật Lí 10: Một vật có khối lượng m = 2 kg đang đứng yên thì bị tác dụng bởi lực F ....

• Câu hỏi 23.13 trang 45 SBT Vật Lí 10: Một người y tá đẩy bệnh nhân nặng 87 kg trên chiếc xe băng ....

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 10 hay khác:

• Giải sgk Vật lí 10 Kết nối tri thức
• Giải Chuyên đề học tập Vật lí 10 Kết nối tri thức
• Giải SBT Vật lí 10 Kết nối tri thức
• Giải lớp 10 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 10 Chân trời sáng tạo (các môn học)
• Giải lớp 10 Cánh diều (các môn học)

---