Câu hỏi/bài tập:
Một vật có khối lượng 2 000 g được đặt trên một bàn dài nằm ngang. Tác dụng lên vật một lực có độ lớn 5N theo phương song song với mặt bàn trong khoảng thời gian 2 s rồi thôi tác dụng lực. Biết hệ số ma sát giữa vật và mặt bàn là 0,2. Lấy g = 10 m/s. Tính quãng đường tổng cộng mà vật đi được cho đến khi dừng lại.
Theo định luật II Newton:
Khi tác dụng lực, ta có: →F+→Fmst=m→a1
Khi ngừng tác dụng lực, ta có: →Fmst=m→a2
Tìm a trong từng trường hợp, sau đó tính quãng đường vật đi được trong từng trường hợp bằng công thức: s1 = v0t + 12at2và v2 – v12 = 2a2s2.
Tổng cộng quãng đường mà vật đi được: s =s1 + s2.
Đổi m = 2000 g = 2 kg. Chọn chiều (+) là chiều chuyển động của vật.
Theo định luật II Newton:
Khi tác dụng lực, ta có: →F+→Fmst=m→a1
Advertisements (Quảng cáo)
Chiếu lên chiều (+), ta được: F – Fmst = ma1 => F = ma1 + Fmst
Mà Fmst = μN = μP = μmg.
=> F = ma1 + μmg => a1 = F−μmgm=5−0,2.2.102= 0,5 m/s2.
Quãng đường vật đi được trong 2 giây đầu:
s1 = v0t + 12a1t2=12a1t = 12.0,5.22 = 1m.
Sau 2 giây, vật chuyển động chậm dần dưới tác dụng của lực ma sát: →Fmst=m→a2
Chiếu lên chiều (+), ta có: -Fms = ma2 => a2 = -μg = - 2 m/s2.
Quãng đường đi được từ lúc ngừng lực tác dụng tới khi dừng hẳn:
Áp dụng công thức độc lập thời gian: v2 – v12 = 2a2s2
=> s2 = v2−v122a2= −(v0+a1t)22a2= −(0,5.2)22(−2)= 0,25m.
=> Tổng quãng đường: s = s1 + s2 = 1,25 m.