Vật m = 10 kg được kéo trượt trên mặt sàn ngang bằng lực F như hình 6.2. Biết F=20N, α=300, g=10m/s2, F=20N, α=300, g=10m/s2, hệ số ma sát trượt giữa vật và mặt sàn là µ = 0,1. Tính gia tốc của vật.
Trả lời:
Đáp án đúng: A
Để tính gia tốc của vật, ta cần phân tích các lực tác dụng lên vật và áp dụng định luật II Newton.
Các lực tác dụng lên vật bao gồm:
1. Lực kéo F có độ lớn 20N và hướng nghiêng một góc 30 độ so với phương ngang.
2. Trọng lực P có độ lớn mg, với m = 10 kg và g = 10 m/s^2.
3. Phản lực N của mặt sàn.
4. Lực ma sát trượt Fms có độ lớn μN, với μ = 0,1.
Ta phân tích lực F thành hai thành phần:
* Fx = Fcos(α) = 20cos(30°) = 20 * (√3/2) ≈ 17,32 N (phương ngang)
* Fy = Fsin(α) = 20sin(30°) = 20 * (1/2) = 10 N (phương thẳng đứng)
Vì vật không chuyển động theo phương thẳng đứng, ta có:
N + Fy = P
N = P - Fy = mg - Fy = 10 * 10 - 10 = 90 N
Lực ma sát trượt là:
Fms = μN = 0,1 * 90 = 9 N
Áp dụng định luật II Newton theo phương ngang:
Fx - Fms = ma
17,32 - 9 = 10a
a = (17,32 - 9) / 10 = 8,32 / 10 = 0,832 m/s^2
Vậy gia tốc của vật là khoảng 0,83 m/s^2.