Cho một vật có khối lượng 5 kg đang đứng yên trên mặt phẳng nằm ngang, tác dụng vào vật một lực 48N có phương chếch lên trên hợp với phương ngang một góc 60độ . Giả sử hệ số ma sát giữa vật và sàn là 0,1. Cho g=10m/s2 a. Tính gia tốc chuyển động của vật? b. Khi đi được quãng đường 16 m từ vị trí ban đầu vận tốc của vật có giá trị là bao nhiêu? c. Sau khi đi được quãng đường 16 m trên, lực kéo ngừng tác dụng. Vật sẽ chuyển động tiếp như thế nào?
Mọi người thân mến, mình đang cảm thấy bế tắc quá. Bạn nào tốt bụng có thể nhân lúc rảnh rỗi giúp mình với câu hỏi này được không?

Để giải câu hỏi này, ta áp dụng công thức cơ bản của Động lực học.

a. Để tính gia tốc chuyển động của vật, ta sử dụng công thức: F = m*a, trong đó F là lực tác dụng vào vật, m là khối lượng của vật, a là gia tốc chuyển động của vật.
Do vật đứng yên nên lực ma sát giữa vật và sàn sẽ cân bằng lực tác dụng vào vật.
Ta có phương trình: F - f = 0, trong đó f là lực ma sát giữa vật và sàn.
f = μ*N, trong đó μ là hệ số ma sát, N là lực phản lực của sàn tác dụng lên vật.
Vì vật đứng yên nên N = m*g, trong đó g là gia tốc trọng trường.
Vậy, ta có: F - μ*N = 0
48 - 0.1*5*10 = 0
48 - 5 = 0
a = 0 m/s^2

b. Vận tốc của vật sau quãng đường 16m được tính bằng công thức: v^2 = u^2 + 2*a*s, trong đó v là vận tốc cuối, u là vận tốc ban đầu, a là gia tốc và s là quãng đường.
Vì gia tốc a = 0 m/s^2, ta có: v^2 = u^2 + 0*16
v = u

c. Vật sẽ tiếp tục chuyển động với vận tốc không đổi khi lực kéo ngừng tác dụng. Vậy sau khi đi được quãng đường 16m, vật sẽ tiếp tục chuyển động với vận tốc ban đầu.

Vậy kết quả giải câu hỏi cho từng phần như sau:
a. Gia tốc chuyển động của vật là 0 m/s^2.
b. Vận tốc của vật sau khi đi được quãng đường 16m là giống vận tốc ban đầu.
c. Sau khi đi được quãng đường 16m, vật sẽ tiếp tục chuyển động với vận tốc ban đầu.

c. Sau khi đi được quãng đường 16m trên, lực kéo ngừng tác dụng. Vật sẽ chuyển động tiếp theo với vận tốc đều (v = v0 = 15.9 m/s) và không có gia tốc. Vật tiếp tục di chuyển với vận tốc này cho đến khi gặp lực ma sát, lúc đó vật sẽ dừng lại.

b. Để tính vận tốc của vật sau khi đi được quãng đường 16m từ vị trí ban đầu, ta sử dụng công thức v = u + a.t, trong đó v là vận tốc cuối cùng của vật, u là vận tốc ban đầu của vật, a là gia tốc chuyển động của vật, t là thời gian. Vì vật đứng yên ban đầu nên u = 0. Ta có: v = 0 + 9.6 m/s^2 * t. Đồng thời, v = s/t (với s là quãng đường và t là thời gian), từ đó suy ra t = s/v = 16m / (9.6 m/s^2) = 1.67 s. Thay vào công thức v = u + a.t, ta có v = 0 + 9.6 m/s^2 * 1.67 s = 15.9 m/s.

a. Để tính gia tốc chuyển động của vật, ta sử dụng công thức F = m.a, trong đó F là lực tác dụng lên vật, m là khối lượng của vật, a là gia tốc chuyển động của vật. Ta có: F = m.a. Vậy, a = F/m = 48N/5kg = 9.6 m/s^2.

a) Dựng hệ trục tọa độ Oxy như hình vẽ. Chọn chiều (+) là chiều chuyển động của vật. Ta chiếu \(\overrightarrow{F_k}\) thành 2 lực \(\overrightarrow{F_{k_x}},\overrightarrow{F_{k_y}}\). Khi đó \(F_{k_x}=F_k.\cos60^o=24\left(N\right)\) và \(F_{k_y}=F_k.\sin60^o=24\sqrt{3}\left(N\right)\)

 Áp dụng định luật II Newton, ta có: \(\overrightarrow{P}+\overrightarrow{N}+\overrightarrow{F_k}+\overrightarrow{F_{ms}}=m.\overrightarrow{a}=5.\overrightarrow{a}\) (*)

 Chiếu (*) lên Oy, ta được \(N=P-F_{k_y}=50-24\sqrt{3}\left(N\right)\)

 Do đó \(F_{ms}=\mu.N=0,1\left(50-24\sqrt{3}\right)\approx0,843\left(N\right)\)

 Chiếu (*) lên Ox, ta được:

 \(F_{k_x}-F_{ms}=5.a\)

 \(\Rightarrow48-0,843=5a\Leftrightarrow a=9,43\left(m/s^2\right)\)

 b) Gọi \(v\) là giá trị vận tốc của vật sau khi vật đi được 16m. Do ban đầu vật đứng yên nên \(v_0=0\left(m/s\right)\). Ta có:

 \(v^2-v_0^2=2as\Leftrightarrow v^2=2as=2.9,43.16=301,76\) \(\Rightarrow v\approx17,37\left(m/s\right)\)

 c) Khi lực kéo dừng lại, thì chỉ còn lực ma sát trượt ảnh hưởng đến chuyển động của vật. Khi đó, gia tốc \(a'=\dfrac{-F_{ms}}{m}=-0,1686\left(m/s^2\right)\)

  Như vậy, vật sẽ chuyển động chậm dần đều với gia tốc \(a'\approx-0,1686\left(m/s^2\right)\)