Vật trượt không vận tốc đầu trên máng nghiêng một góc α = 60 0 với AH=1m , Sau đó trượt tiếp trên mặt phẳng nằm ngang BC= 50cm và mặt phẳng nghiêng DC một góc β = 30 0 biết hệ số ma sát giữa vật và 3 mặt phẳng là như nhau và bằng μ = 0 , 1 . Tính độ cao DI mà vật lên được
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Chọn mốc thế năng tại mặt nằm ngang BC
Theo định luật bảo toàn năng lượng
W A = W C + A m s
Mà W A = m g . A H = m .10 = 10. m ( J ) ; W C = 0 ( J ) A m s = μ m g cos α . A B + μ m g . B C = 0 , 1. m .10. cos 30 0 . A H sin 30 0 + 0 , 1. m .10. B C ⇒ A m s = m . 3 . + m . B C ⇒ 10. m = 0 + m 3 + m . B C ⇒ B C = 8 , 268 ( m )
Chọn mốc thế năng tại mặt nằm ngang BC
a. Ta có cotan α = B H A H = 0 , 6 0 , 1 = 6
Mà W A = m . g . A H = m .10.0 , 1 = m ( J ) ; W B = 1 2 m v B 2 ( J ) A m s = μ m g cos α . A B = 0 , 1. m .10. cos α . A H sin α = m . c o tan α .0 , 1 = 0 , 6 m ( J )
Theo định luật bảo toàn năng lượng
W A = W B + A m s ⇒ m = 1 2 m v B 2 + 0 , 6 m ⇒ v B = 0 , 8944 ( m / s )
b. Theo định luật bảo toàn năng lượng
⇒ m = 1 2 m v B 2 + 0 , 6 m ⇒ v B = 0 , 8944 ( m / s )
Mà W A = m g . A H = m .10.0 , 1 = m ( J ) ; W C = 0 ( J ) A m s = μ m g cos α . A B + μ m g . B C = 0 , 6 m + m . B C ⇒ m = 0 + 0 , 6 m + m . B C ⇒ B C = 0 , 4 ( m )
a) Chọn mốc thế năng tại chân mặt phẳng nghiêng
Ta có: \(h=l.\sin\alpha=\dfrac{1}{2}.2=1\left(m\right)\)
Cơ năng tại A \(W_A=\dfrac{1}{2}mv_A^2+mgz_A=0+mgz_A=5\left(J\right)\)
Bỏ qua ma sát trên mặt phẳng nghiêng cơ năng của vật được bảo toàn: \(W_A=W_B=5\left(J\right)\)
b) Bảo toàn cơ năng: \(W_A=W_B\Leftrightarrow mgz_A=\dfrac{1}{2}mv_B^2\Leftrightarrow v_B=\sqrt{2gz_A}=2\sqrt{5}\left(m/s\right)\)
c) Ta có: \(-F_{ms}=ma\Rightarrow-\mu mg=ma\Rightarrow a=-1\left(m/s^2\right)\)
\(v_C^2-v_B^2=2aS\Rightarrow S=10\left(m\right)\)
200g=0,2kg
các lực tác dụng lên vật khi ở trên mặt phẳng nghiêng
\(\overrightarrow{P}+\overrightarrow{N}=m.\overrightarrow{a}\)
chiếu lên trục Ox có phương song song với mặt phẳng nghiêng, chiều dương cùng chiều chuyển động
P.sin\(\alpha\)=m.a\(\Rightarrow\)a=5m/s2
vận tốc vật khi xuống tới chân dốc
v2-v02=2as\(\Rightarrow\)v=\(4\sqrt{5}\)m/s
khi xuống chân dốc trượt trên mặt phẳng ngang xuất hiện ma sát
các lực tác dụng lên vật lúc này
\(\overrightarrow{P}+\overrightarrow{N}+\overrightarrow{F_{ms}}=m.\overrightarrow{a'}\)
chiếu lên trục Ox có phương nằm ngang chiều dương cùng chiều chuyển động của vật
-Fms=m.a'\(\Rightarrow-\mu.N=m.a'\) (1)
chiếu lên trục Oy có phương thẳng đứng chiều dương hướng lên trên
N=P=m.g (2)
từ (1),(2)\(\Rightarrow\)a'=-2m/s2
thời gian vật chuyển động trên mặt phẳng đến khi dừng lại là (v1=0)
t=\(\dfrac{v_1-v}{a'}\)=\(2\sqrt{5}s\)
a. Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ, chiều dương là chiều chuyển động. Vật chịu tác dụng của các lực f m s → ; N → ; P →
Theo định luật II newton ta có: f → m s + N → + P → = m a → 1
Chiếu Ox ta có :
P x − f m s = m a 1 ⇒ P sin α − μ N = m a 1
Chiếu Oy ta có: N = P y = P cos α
⇒ a 1 = g sin α − μ g cos α
⇒ a 1 = 10. 1 2 − 0 , 1.10. 3 2 = 4 , 134 m / s 2
Vận tốc của vật ở chân dốc.
Áp dụng công thức v 1 2 − v 0 2 = 2 a 1 s
⇒ v 1 = 2 a 1 s = 2.4 , 134.40 ≈ 18 , 6 m / s
b. Chọn hệ quy chiếu Oxy như hình vẽ , chiều dương (+) Ox là chiều chuyển động .Áp dụng định luật II Newton
Ta có F → m s + N → + P → = m a → 2
Chiếu lên trục Ox: − F m s = m a 2 ⇒ − μ . N = m a 2 1
Chiếu lên trục Oy: N – P = 0 ⇒ N = P=mg
⇒ a 2 = − μ g = − 0 , 2.10 = − 2 m / s 2
Để vật dừng lại thì v 2 = 0 m / s
Áp dụng công thức:
v 2 2 − v 1 2 = 2 a 2 . s 2 ⇒ s 2 = − 18 , 6 2 2. − 2 = 86 , 5 m
\(\left\{{}\begin{matrix}Ox:mg\sin\alpha-F_{ms}=m.a\\Oy:N=mg\cos\alpha\end{matrix}\right.\Rightarrow mg\sin\alpha-\mu mg\cos\alpha=ma\)
\(\Rightarrow a=g\sin\alpha-\mu g\cos\alpha=...\left(m/s^2\right)\)
Định luật ll Niu tơn:
\(\overrightarrow{F}+\overrightarrow{F_{ms}}+\overrightarrow{N}+\overrightarrow{P}=m\cdot\overrightarrow{a}\)
\(Oy:N=Pcos\alpha\)
\(Ox:F-F_{ms}=m\cdot a\)
\(\Rightarrow F-\mu P\cdot cos\alpha=m\cdot a\)
\(\Rightarrow a=\dfrac{F-\mu P\cdot cos\alpha}{m}=\dfrac{P\cdot sin\alpha-\mu P\cdot cos\alpha}{m}\)
\(=\dfrac{10m\cdot sin30^o-0,1\cdot10m\cdot cos30^o}{m}=\dfrac{10-\sqrt{3}}{2}\approx4,13\)m/s
Vận tốc mặt phẳng nghiêng tại chân dốc:
\(v=\sqrt{2al}=\sqrt{2\cdot\dfrac{10-\sqrt{3}}{2}\cdot1}=2,87\)m/s
Chọn mốc thế năng tại mặt nằm ngang BC
Theo định luật bảo toàn năng lượng
W A = W D + A m s M à W A = m g z A = m .10.1 = 10. m ( J ) W D = m g z D = m .10. z D = 10 m z D ( J ) A m s = μ m g cos α . A B + μ m g . B C + μ m g cos β . C D ⇒ A m s = μ m g ( cos 60 0 . A B + B C + cos 30 0 . C D )
⇒ A m s = 0 , 1.10. m ( cos 60 0 . A H sin 60 0 + B C + cos 30 0 . z D sin 30 0 ) = m ( 1 3 + 0 , 5 + 3 . z D ) ⇒ 10 m = 10 m z D + m ( 1 3 + 0 , 5 + 3 z D ) ⇒ 10 − 1 3 − 0 , 5 = 10 z D + 3 z D ⇒ z D = 0 , 761 ( m )