Question

[Nguyễn Thị Thanh Sương]

Người ta kéo 1 thùng nặng 40kg trượt trên sàn nhà bằng một sợi dây hợp với phương nằm ngang một góc 45 độ, lực tác dụng lên dây là 100N (bỏ qua ma sát)

a. Tính công và công suất của lực kéo khi thùng trượt được 20m trong thời gian 3 phút. 
b. Có mà sát và lực kéo bây giờ có độ lớn 350N. Hãy tính công của lực ma sát khi vật trượt được 20m trong thời gian trên 

Answer 1

[Lê Song Phương]

 Chọn hệ trục tọa độ Oxy như hình vẽ. Gọi \(\overrightarrow{F_k}\) là lực kéo tác dụng lên sợi dây, \(\overrightarrow{P}\) và \(\overrightarrow{N}\) lần lượt là trọng lực tác dụng lên vật. Ta phân tích \(\overrightarrow{F_k}\) thành 2 lực \(\overrightarrow{F_{k_x}}\) và \(\overrightarrow{F_{k_y}}\) trên các trục Ox, Oy.

a) Công của lực kéo là \(A_k=F_k.s.cos\left(\overrightarrow{F_k},\overrightarrow{s}\right)=100.20.cos45^o=1000\sqrt{2}\left(J\right)\)

b) Gọi \(\overrightarrow{F_{ms}}\) là lực ma sát tác dụng lên vật. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật

Áp dụng định luật II Newton:

\(\overrightarrow{F_k}+\overrightarrow{P}+\overrightarrow{N}+\overrightarrow{F_{ms}}=m.\overrightarrow{a}\)    (1)

Chiếu (1) lên Oy: \(N=P-F_{k_y}=400-F_k.sin45^o=400-175\sqrt{2}\left(N\right)\)

 Do đề bài không nói gì về loại chuyển động của vật nên mình sẽ xem đây là chuyển động nhanh dần đều nhé. Khi đó, ta sẽ có \(s=\dfrac{1}{2}at^2\Rightarrow20=\dfrac{1}{2}a.180^2\) \(\Rightarrow a=\dfrac{1}{810}\left(m/s^2\right)\). 

 Chiếu (1) lên Ox, ta được \(F_{k_x}-F_{ms}=m.a\Rightarrow F_{ms}=F_{k_x}-m.a=350.cos45^o-400.\dfrac{1}{180}\)\(=170\sqrt{2}-\dfrac{20}{9}\) (N)

\(\Rightarrow A_{ms}=-\left(170\sqrt{2}-\dfrac{20}{9}\right).20\approx-4763,88\left(J\right)\)