Câu 2.68 trang 34 SBT Vật lý 10 - Cánh diều: Một cuốn sách khối lượng 1,5 kg nằm yên trên mặt phẳng nghiêng 200 so với phương ngang (Hình 25)...

Một cuốn sách khối lượng 1,5 kg nằm yên trên mặt phẳng nghiêng 20⁰ so với phương ngang (Hình 2.25).

a. Vẽ giản đồ vectơ lực tác dụng lên sách. Coi các lực đặt vào trọng tâm cuốn sách.

b. Tính thành phần của trọng lực có tác dụng kéo cuốn sách trượt xuống dốc. Lấy g = 9,81 m/s².

c. Xác định độ lớn lực ma sát tác dụng lên cuốn sách.

d. Xác định thành phần pháp tuyến của lực tiếp xúc giữa sách và bề mặt mặt phẳng nghiêng.

Lời giải chi tiết:

a. Các lực tác dụng lên sách gồm: Trọng lực, phản lực của mặt phẳng nghiêng, lực ma sát.

Quyển sách nằm yên nên: P + N + F_ms = 0

b. Dọc theo phương của mặt phẳng nghiêng thì thành phần của trọng lực có tác dụng kéo cuốn sách trượt xuống dốc sẽ là:

Px = P . sin20° = mgsin20° = 1,5 . 9,81 . sin20° = 5,03 (N)

c. Thành phần này của trọng lực cân bằng với lực ma sát.

Do đó, F_ms = 5,03 N.

d. Thành phần pháp tuyến của lực tiếp xúc giữa sách và bề mặt mặt phẳng nghiêng là phản lực. Lực này cân bằng với thành phần theo phương vuông góc với mặt phẳng nghiêng của trọng lực:

N = Py = mgcos20° = 1,5 . 9,81 . cos20° = 13,83 (N)