Một vật có khối lượng m = 2 kg đang nằm yên trên mặt phẳng ngang thì chịu tác dụng của lực kéo Fk theo phương nằm ngang. Vật bắt đầu trượt thẳng nhanh dần đều với gia tốc 2 m/s2, cho độ lớn lực cản bằng 2 N. Lấy g = 10 m/s2. a. Tính độ lớn của lực kéo? b. Sau khi vật chuyển động được 5 giây, lực kéo ngừng tác dụng. b1. Tính gia tốc của vật và thời gian vật đi được quãng đường 18 m kể từ khi lực kéo ngừng tác dụng? b2. Tính tổng quãng đường đi từ lúc bắt đầu chuyển động đến khi dừng lại.

Đáp án:

a) \(6N\)

b) \(75\left( m \right)\)

Giải thích các bước giải:

a) Theo định luật II Niu tơn:

\(\begin{array}{l}
{F_k} - {F_{ms}} = ma\\
 \Rightarrow {F_k} - 2 = 2.2\\
 \Rightarrow {F_k} = 6N
\end{array}\)

b) Vận tốc sau 5s là:

\({v_1} = a{t_1} = 2.5 = 10\left( {m/s} \right)\)

b1) Gia tốc của vật là:

\(a' = \dfrac{{{F_{ms}}}}{m} = \dfrac{{ - 2}}{2} =  - 1\left( {m/{s^2}} \right)\)

Thời gian vật đi được quãng đường là:

\(\begin{array}{l}
s' = {v_1}t + \dfrac{1}{2}a'{t^2} \Rightarrow 18 = 10.t - 0,5{t^2}\\
 \Rightarrow t = 2s
\end{array}\)

b2) Quãng đường vật đi được trong 5s đầu là:

\({s_1} = \dfrac{1}{2}at_1^2 = \dfrac{1}{2}{.2.5^2} = 25\left( m \right)\)

Quãng đường vật đi được từ sau khi ngừng tác dụng lực kéo là:

\({s_2} = \dfrac{{{0^2} - v_1^2}}{{2a'}} = \dfrac{{ - {{10}^2}}}{{2.\left( { - 1} \right)}} = 50\left( m \right)\)

Tổng quãng đường vật đi được là:

\(s = {s_1} + {s_2} = 25 + 50 = 75\left( m \right)\)