Giải câu hỏi 3 trang 82 SGK Vật Lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Hướng dẫn giải

Các bước giải bài toán phần động lực học:

+ Bước 1: Phân tích lực tác dụng lên vật

+ Bước 2: Chọn hệ quy chiếu

+ Bước 3: Viết phương trình theo định luật 2 Newton: \(\sum {\overrightarrow F }  = m.\overrightarrow a \)

+ Bước 4: Chiếu phương trình định luật 2 Newton lên trục Ox và Oy => Đại lượng cần tính

Lời giải chi tiết

Thùng sách (được coi là chất điểm) chịu tác dụng bởi 4 lực: lực ma sát \(\overrightarrow {{F_{ms}}} \), trọng lực \(\overrightarrow P \), phản lực \(\overrightarrow N \), lực kéo \(\overrightarrow F \)

Chọn hệ quy chiếu như hình vẽ

Theo định luật 2 Newton, ta có:

\(\overrightarrow F  + \overrightarrow {{F_{ms}}}  + \overrightarrow P  + \overrightarrow N  = m.\overrightarrow a \)         (1)

Chiếu (1) lên Ox, ta có:

\({F_x} - {F_{ms}} = ma\)

\( \Leftrightarrow F.\sin \alpha  - \mu N = ma\)                        

Do vật chuyển động thẳng đều nên a = 0

\( \Rightarrow F.\sin \alpha  - \mu N = 0\)                         (2)

Chiếu (1) lên Oy, ta có:

\(\begin{array}{l}{F_y} + N - P = 0\\ \Leftrightarrow N = P - {F_y}\\ \Leftrightarrow N = P - F.\cos \alpha \\ \Leftrightarrow N = mg - F.\cos \alpha \end{array}\)

Thay \(N = mg - F.\cos \alpha \)vào (2), ta có:

\(\begin{array}{l}F.\sin \alpha  - \mu (mg - F.\cos \alpha ) = 0\\ \Leftrightarrow F.\sin \alpha  - \mu mg + F.\mu .\cos \alpha  = 0\\ \Leftrightarrow F(\sin \alpha  + \mu .\cos \alpha ) = \mu mg\\ \Leftrightarrow F = \frac{{\mu mg}}{{\sin \alpha  + \mu .\cos \alpha }}\\ \Leftrightarrow F = \frac{{0,2.10.9,8}}{{\sin {{45}^0} + 0,2.\cos {{45}^0}}}\\ \Leftrightarrow F \approx 23,1(N)\end{array}\)

-- Mod Vật Lý 10 HỌC247