Vật có khối lượng m = 2 kg, đang đứng yên trên mặt phẳng ngang thì chịu một lực kéo F = 5N hướng xiên lên một góc α = 60o so với phương ngang (hình 2.28). Hệ số ma sát trượt và hệ số ma sát nghỉ giữa vật và mặt phẳng ngang lần lượt là µ = 0,20 và µn = 0,25. Lấy g = 10 m/s2. Tính lực ma sát tác dụng lên vật.
Trả lời:
Đáp án đúng: C
Để giải bài toán này, ta cần thực hiện các bước sau:
1. **Phân tích lực tác dụng lên vật:**
- Lực kéo F hướng xiên lên, có thể phân tích thành hai thành phần: Fx = F.cos(α) (phương ngang) và Fy = F.sin(α) (phương thẳng đứng).
- Trọng lực P = mg hướng xuống.
- Phản lực N của mặt phẳng ngang hướng lên.
- Lực ma sát trượt Fms hướng ngược chiều chuyển động (nếu vật chuyển động).
2. **Tính các thành phần lực:**
- Fx = 5 * cos(60°) = 5 * 0,5 = 2,5 N
- Fy = 5 * sin(60°) = 5 * (√3 / 2) ≈ 4,33 N
- P = 2 * 10 = 20 N
3. **Tính phản lực N:**
- Vì vật không chuyển động theo phương thẳng đứng, ta có: N + Fy = P
- Suy ra: N = P - Fy = 20 - 4,33 ≈ 15,67 N
4. **So sánh lực kéo ngang Fx với lực ma sát nghỉ cực đại:**
- Lực ma sát nghỉ cực đại: Fms_max = µn * N = 0,25 * 15,67 ≈ 3,92 N
- Vì Fx = 2,5 N < Fms_max = 3,92 N, vật vẫn đứng yên.
- Do đó, lực ma sát tác dụng lên vật là lực ma sát nghỉ, và nó cân bằng với lực kéo ngang Fx.
- Vậy, Fms = Fx = 2,5 N
Vì vậy đáp án đúng là C. 2,5 N
