Bài 23.12 trang 43, 44, 45 SBT Vật lý 10 - Kết nối tri thức: Một người ngồi trên xe trượt tuyết (có tổng khối lượng 75 kg) trượt không vận tốc ban đầu từ đỉnh đồi xuống...

Một người ngồi trên xe trượt tuyết (có tổng khối lượng 75 kg) trượt không vận tốc ban đầu từ đỉnh đồi xuống chân đồi dài 100 m, cao 50 m. Hệ số ma sát giữa xe và mặt tuyết là 0, 11. Gia tốc trọng trường là 9,8 m/s².

a) Tính độ lớn lực ma sát giữa xe và mặt tuyết khi xe trượt đến chân đồi.

b) Đến chân đồi, xe còn trượt được một đoạn trên đường nằm ngang thì dừng lại. Tính công của lực ma sát trên đoạn đường này.

Phương pháp giải :

a) Áp dụng công thức tính độ lớn của lực ma sát: F_ms = μN.

b) Công của lực ma sat: A_ms = F_ms.s.cosα = - F_ms.s

Vận dụng định luật bảo toàn cơ năng.

Lời giải chi tiết:

a) Từ hình vẽ, ta tính được góc α = 30^o.

Ta có độ lớn của lực ma sát:

F_ms = μN = μP = μmg.cosα = 0,11.75.9,8.cos30^o = 70 N.

b) Công của lực ma sát khi trượt trên đoạn AB:

A_ms = F_ms.s.cosα = - F_ms.s = - 70.100 = - 7000 J.

Chọn gốc thế năng ở chân đồi (mặt phẳng ngang đi qua B).

Cơ năng tại A: W_A = mgh = 75.9,8.50 = 36 750 J.

Cơ năng tại B: W_B.

Vì có ma sát trên đoạn AB nên W_B = W_A + A_ms = 36750 + (- 7000) = 29750 J.

Đến chân đồi. xe trượt một đoạn trên đường nằm ngang rồi dừng lại (tại C).

=> Cơ năng tại C: W_C = W_B + A^’_ms => A^’_ms = - W_B = - 29750 J.