Một vật bắt đầu chuyển động lăn từ đỉnh một mặt phẳng nghiêng cao 5m xuống . Khi lăn hết mặt phẳng vật đạt vật tốc là v . Lấy g= 10 m/s^2 . Bỏ qua ma sát và lực cản không khí aác dụng lên vật . Tính vận tốc của vật có thể đạt được ?
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
góc tạo bởi mặt phẳng nghiêng và phương ngang
sin\(\alpha=\dfrac{h}{l}\Rightarrow\alpha=30^0\)
\(\overrightarrow{P}+\overrightarrow{N}=m.\overrightarrow{a}\)
chiếu lên trục Ox phương song song mặt phẳng nghiêng, chiều dương cùng chiều chuyển động
sin\(\alpha\).P=m.a\(\Rightarrow\)a=5m/s2
thời gian vật đi hết dốc t=\(\sqrt{\dfrac{l}{2a}}\)=2s
b) khi đi hết dốc vận tốc của vật là v=v0+a.t=10m/s2
khi xuống dốc xuất hiện ma sát
\(\overrightarrow{F_{ms}}+\overrightarrow{N}+\overrightarrow{P}=m.\overrightarrow{a'}\)
chiếu lên trục Ox phương nằm ngang chiều dương cùng chiều chuyển động
-Fms=m.a' (1)
chiếu lên trục Oy phương thẳng đứng chiều dương hướng lên trên
N=P=m.g (2)
từ (1),(2)\(\Rightarrow\)a'=-5m/s2
thời gian vật chuyển động trên mặt phẳng đến khi dừng lại là (v1=0)
t=\(\dfrac{v_1-v}{a'}=2s\)
Công của lực ma sát khi vật chuyển động được nửa đoạn đường trên mặt phẳng nghiêng là
a) Khi vật ở trên mặt phẳng nghiêng, ta xét hệ trục tọa độ Oxy sao cho Ox song song với mặt phẳng nghiêng còn Oy trùng với phương của phản lực \(\overrightarrow{N}\). Chọn chiều (+) là chiều chuyển động của vật. Gọi \(m\left(kg\right)\) là khối lượng của vật. Khi đó \(P=10m\left(N\right)\). Hơn nữa, dễ thấy góc nghiêng so với phương ngang của mặt phẳng nghiêng là \(30^o\). Ta chiếu \(\overrightarrow{P}\) lên 2 trục Ox, Oy thành 2 lực \(\overrightarrow{P_x},\overrightarrow{P_y}\). Khi đó:
\(P_y=P.\cos30^o=5m\sqrt{3}\left(N\right)\) và \(P_x=P.\sin30^o=5m\left(N\right)\).
Áp dụng định luật II Newton: \(\overrightarrow{P}+\overrightarrow{N}=m.\overrightarrow{a}\) (*)
Chiếu (*) lên Ox, ta được \(P_x=m.a\) \(\Rightarrow5m=m.a\) \(\Rightarrow a=5\left(m/s^2\right)\)
b) Khi vật di chuyển trên mặt phẳng ngang, ta xét trên hệ trục tọa độ Oxy với Ox song song với mặt phẳng ngang còn Oy trùng với phương của phản lực \(\overrightarrow{N'}\). Vật mất \(t=\dfrac{v}{a}=\dfrac{10}{5}=2\left(s\right)\) để đi đến chân mặt phẳng nghiêng.
Gọi \(v\) là vận tốc khi vật tới chân mặt phẳng nghiêng. Ta có \(v=\sqrt{2as}=\sqrt{2.5.10}=10m/s\).
Áp dụng định luật II Newton: \(\overrightarrow{P}+\overrightarrow{N'}+\overrightarrow{F_{ms}}=m\overrightarrow{a'}\) (**)
Chiếu (**) lên Oy, ta được \(N'=P=10m\left(N\right)\)
\(\Rightarrow F_{ms}=\mu.N'=0,1.10m=m\left(N\right)\)
Chiếu (**) lên Ox, ta được \(-F_{ms}=m.a'\Rightarrow a'=\dfrac{-F_{ms}}{m}=\dfrac{-10m}{m}=-10\left(m/s^2\right)\)
Do đó, gọi \(s,t\) lần lượt là quãng đường vả thời gian vật đi được từ khi đến chân mặt phẳng nghiêng đến khi dừng lại.
Khi đó \(t=\dfrac{-v}{a'}=\dfrac{-10}{-10}=1\left(s\right)\) và \(s=vt+\dfrac{1}{2}a't^2=10.1+\dfrac{1}{2}.\left(-10\right).1^2=5\left(m\right)\)
Như vậy, tổng quãng đường, thời gian vật đi được cho tới khi dừng lại là:
\(S=10+5=15\left(m\right)\)
\(T=2+1=3\left(s\right)\)
Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ, chiều dương là chiều chuyển động.
Vật chịu tác dụng của các lực
Theo định luật II newton ta có:
Chiếu Ox ta có :
Vận tốc của vật ở chân dốc.
Áp dụng công thức
Khi chuyển động trên mặt phẳng ngang: Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ , chiều dương (+) Ox là chiều chuyển động .Áp dụng định luật II Newton
Ta có
Chiếu lên trục Ox:
Chiếu lên trục Oy: N – P = 0N = P=mg
Để vật dừng lại thì
Áp dụng công thức:
Và
Lực lăn vật là:
Ta có: \(P.h=F.s\Leftrightarrow F=\dfrac{P.h}{s}=\dfrac{10m.h}{s}=\dfrac{10.80.0,4}{1,6}=200\left(N\right)\)
Chọn mốc thế năng trọng trường tại mặt đất
Gọi vị trí của vật tại đỉnh là A, khi lăn hết mặt phẳng là B
Do chuyển động không có ma sát nên áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho vật tại A và B: WA = WB
=> \(mgh=\frac{mv^2_B}{2}\) => 10 . 5 = \(\frac{v^2_B}{2}\) ⇔ vB = 10 (m/s)
Thanks ạ:3