Xác định gia tốc của vật khi biết lực tác dụng vào vật hoặc xác định lực tác dụng vào vật khi biết gia tốc
PHẦN CHƯƠNG IV: BA ĐỊNH LUẬT NEWTON. MỘT SÔ LỰC TRONG THỰC TIỄN.
Dạng: Xác định gia tốc của vật khi biết lực tác dụng vào vật hoặc xác định lực tác dụng vào vật khi biết gia tốc
Bài tập 1: Một lực có độ lớn không đổi 2,5 N tác dụng vào một vật có khối lượng 200 g đang đứng yên. Quãng đường mà vật đi được trong khoảng thời gian 4 s tiếp theo bằng bao nhiêu? Biết lực ma sát có tác dụng không đáng kể, có thể bỏ qua.
Bài tập 2: Một xe lăn có khối lượng 50 kg đang đứng yên trên mặt sàn nằm ngang thì chịu tác dụng bởi một lực kéo không đổi theo phương ngang làm cho xe chuyển động từ đầu phòng đến cuối phòng trong khoảng thời gian 15s. Nếu người ta đặt lên xe một kiện hàng thì nhận thấy thời gian chuyển động của xe lúc này là 25 s dưới tác dụng của lực trên. Xem mọi ma sát và lực cản của không khí là không đáng kể. Khối lượng của kiện hàng được đặt lên xe là bao nhiêu?
Bài tập 3: Một người mua hàng đẩy giỏ xe ban đầu đứng yên bởi một lực có độ lớn không đổi F thì nhận thấy phải mất t giây để xe đạt được tốc độ v. Biết rằng ban đầu giỏ xe không chứa hàng hóa và khối lượng của xe khi đó là m. Hỏi sau khi hàng được đặt trong giỏ xe thì người này cần phải tác động một lực F’ bằng bao nhiêu so với F để xe cũng đạt được tốc độ v từ trạng thái nghỉ sau t giây? Biết khối lượng hàng hóa là $\frac{m}{2}$
Bài tập 1:
Đổi 200 g = 0,2 kg
Áp dụng định luật II Newton ta có: $a=\frac{F}{m}=\frac{2,5}{0,2}=12,5 m/s^{2}$
Quãng đường vật đi được trong 4 s tiếp theo là:
$s=\frac{1}{2}at^{2}=\frac{1}{2}.12,5.4^{2}=100 m$
Bài tập 2:
Gọi $l$ là khoảng cách từ đầu phòng đến cuối phòng, m là khối lượng của kiện hàng.
Khi chưa đặt kiện hàng lên xe: $l=\frac{1}{2}a_{1}.t^{2}_{1}=\frac{1}{2}15^{2}.a_{1}=112,5a_{1} $ (1)
Khi đã đặt kiện hàng lên xe: $l=\frac{1}{2}a_{2}.t^{2}_{2}=\frac{1}{2}25^{2}.a_{2}=312,5a_{2} $ (2)
Từ (1) và (2) ta có:
$112,5a_{1}=312,5a_{2} \Leftrightarrow 112,5.\frac{F}{50}=312.\frac{F}{50+m}$
$\Leftrightarrow \frac{112,5}{50}=\frac{312,5}{50+m} \Rightarrow m=\frac{800}{9}\approx 88,89 kg$
Bài tập 3:
Sau khi hàng được đặt trong giỏ xe, tổng khối lượng xe và hàng hóa người đó phải đẩy là: $m+\frac{m}{2}=1,5 m$
Gia tốc trong cả hai trường hợp là bằng nhau: a = a’
Theo định luật II Newton, ta có:
$\frac{F}{m}=\frac{F'}{m} \Rightarrow \frac{F}{m}=\frac{F'}{1,5m} \Rightarrow F'=1,5F$
Bình luận