Một thùng hàng trọng lượng 500 N đang trượt xuống dốc

Giải Vật Lí lớp 10 Bài tập chủ đề 2 trang 76, 77, 78

Bài 9 trang 77 Vật Lí 10: Một thùng hàng trọng lượng 500 N đang trượt xuống dốc. Mặt dốc tạo với phương ngang một góc 30,0⁰. Chọn hệ tọa độ vuông góc xOy sao cho trục Ox theo hướng chuyển động của thùng.

a) Vẽ giản đồ vectơ lực tác dụng lên thùng.

b) Tính các thành phần của trọng lực theo các trục tọa độ vuông góc.

c) Giải thích tại sao lực pháp tuyến của dốc lên thùng hàng không có tác dụng kéo thùng hàng xuống dốc?

d) Xác định hệ số ma sát trượt giữa mặt dốc và thùng hàng nếu đo được gia tốc chuyển động của thùng là 2,00 m/s². Bỏ qua lực cản của không khí lên thùng.

Lời giải:

a) Giản đồ vectơ lực tác dụng lên thùng.

b) Từ hình vẽ phân tích trọng lực $\overrightarrow{P}$ thành 2 lực thành phần, $\overrightarrow{P_x}$ trên trục Ox, $\overrightarrow{P_y}$ trên trục Oy. Dựa vào kiến thức toán học tính được độ lớn các lực thành phần:

$P_x=P.\sin \alpha =500.\sin {30}^o=250N$

$P_y=P.\cos \alpha =500.\cos {30}^o=250\sqrt{3}N$

c) Lực pháp tuyến $\overrightarrow{N}$ của dốc lên thùng hàng không có tác dụng kéo thùng hàng xuống dốc, vì:

+ Khi phân tích lực pháp tuyến $\overrightarrow{N}$ trên các trục tọa độ thì trên trục Ox không có lực thành phần của $\overrightarrow{N}$ mà toàn bộ sẽ ở trên trục Oy.

+ Thùng hàng chuyển động theo phương của trục Ox nên lực $\overrightarrow{N}$ không gây ra tác dụng lực lên phương chuyển động Ox.

d) Từ hình vẽ xác định được các lực tác dụng lên thùng hàng thỏa mãn định luật II Newton có biểu thức: $\overrightarrow{N}+\overrightarrow{F_{ms}}+\overrightarrow{P_x}+\overrightarrow{P_y}=m\overrightarrow{a}$

Chiếu biểu thức trên lên 2 trục tọa độ đã chọn có:

$\left\{\begin{array}{l}Ox:P_x-F_{ms}=ma\\ Oy:N-P_y=0\end{array}\right.\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}P.\sin \alpha -\mu .N=ma\\ N=P.\cos \alpha \end{array}\right.$ 

Do vật chuyển động trên trục Ox, trên trục Oy không có chuyển động nên gia tốc trên trục Oy bằng 0

Khi đó: $P\sin \alpha -\mu .P.\cos \alpha =ma$

$\Rightarrow \mu =\frac{g\sin \alpha -a}{g\cos \alpha }=\tan \alpha -\frac{a}{g.\cos \alpha }$

$\Rightarrow \mu =\tan {30}^0-\frac{2}{9,8.cos{30}^0}=0,342$

Xem thêm lời giải bài tập Vật Lí lớp 10 Cánh diều hay, chi tiết khác:

• Bài 1 trang 76 Vật Lí 10: Một người có khối lượng 60,0 kg đi trên xe đạp có khối lượng 20,0 kg ....

• Bài 2 trang 76 Vật Lí 10: Từ công thức liên quan, hãy biểu diễn đơn vị của áp suất và khối lượng riêng ....

• Bài 3 trang 76 Vật Lí 10: Một thiết bị vũ trụ có khối lượng 70,0 kg. Khi thiết bị này cất cánh từ bề mặt Mặt Trăng ....

• Bài 4 trang 76 Vật Lí 10: Gọi tên và mô tả hướng của các lực trong các tình huống thực tế sau ....

• Bài 5 trang 77 Vật Lí 10: Người ta thả một quả cầu kim loại vào một ống hình trụ chứa đầy dầu ....

• Bài 6 trang 77 Vật Lí 10: Một người kéo dây để giữ thùng hàng như hình 1 ....

• Bài 7 trang 77 Vật Lí 10: Độ sâu của nước trong một bể bơi thay đổi trong khoảng từ 0,80 m đến 2,40 m ....

• Bài 8 trang 77 Vật Lí 10: Khối lượng riêng của thép là 7850 kg/m³ ....

• Bài 10 trang 78 Vật Lí 10: Nêu ý nghĩa của Ngẫu lực ....

• Bài 11 trang 78 Vật Lí 10: Hình 2 mô tả cấu trúc bên trong của một cánh tay người đang giữ một vật nặng ....

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

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

---