Bài 18.12 trang 33, 34, 35 SBT Vật lý 10 - Kết nối tri thức: Một khúc gỗ khối lượng 2,5 kg đặt trên sàn nhà...

Một khúc gỗ khối lượng 2,5 kg đặt trên sàn nhà. Người ta kéo khúc gỗ bằng một lực \(\overrightarrow F \) hướng chếch lên và hợp với phương nằm ngang một góc α = 30°. Khúc gỗ chuyển động nhanh dần đều với gia tốc 1,5 m/s² trên sàn. Biết hệ số ma sát trượt giữa gỗ và sàn là 0,25. Lấy g = 10 m/s². Tính độ lớn của lực \(\overrightarrow F \).

Phương pháp giải :

Theo định luật II Newton ta có: \(\overrightarrow F + \overrightarrow P + \overrightarrow N + \overrightarrow {{F_{mst}}} = m\overrightarrow a \).

Chọn hệ trục Oxy có chiều dương hướng lên (Oy), từ trái sang phải (Ox). Chiếu phương trình lần lượt lên trục Ox, Oy. Giải hệ phương trình.

Lời giải chi tiết:

Theo định luật II Newton ta có: \(\overrightarrow F + \overrightarrow P + \overrightarrow N + \overrightarrow {{F_{mst}}} = m\overrightarrow a \).

Chọn hệ trục Oxy có chiều dương hướng lên (Oy), từ trái sang phải (Ox) như hình vẽ. Chiếu phương trình lần lượt lên trục Ox, Oy. Ta được:

Chiếu xuống Ox, ta có:

Fcosα – F_mst = ma => F_mst = Fcosα - ma

Chiếu xuống Oy, ta có:

Fsinα – P + N = 0 => N = P - Fsinα

Mặt khác, ta có: F_mst = μN

=> Fcosα - ma = μ(P – Fsinα) ó F(cosα + μsinα) = μP + ma.

=> F = \(\frac{{ma + \mu P}}{{\cos \alpha + \mu \sin \alpha }}\)= \(\frac{{2,5.1,5 + 0,25.2,5.10}}{{\cos {{30}^o} + 0,25\sin {{30}^o}}}\) ≈ 10,1 N.