một vật có khối lượng 100g trượt không vận tốc từ đỉnh của mặt phẳng nghiêng dài l = 5m, góc nghiêng 60 độ, hệ số ma sát trượt = 0,1. lấy g = 10m/s^2. Tính hiệu suất của trọng lực

Để tính hiệu suất của trọng lực khi vật trượt trên mặt phẳng nghiêng, trước hết ta cần xác định các lực tác động lên vật.

1. Tính trọng lực (P): Trọng lực của vật được tính bằng công thức:
P = m * g
với m = 100g = 0,1kg và g = 10 m/s^2.
Vậy P = 0,1 kg * 10 m/s^2 = 1 N.

2. Tính thành phần của trọng lực dọc theo mặt phẳng nghiêng:
Trọng lực có thể phân thành hai thành phần: một thành phần vuông góc với mặt phẳng nghiêng và một thành phần dọc theo mặt phẳng nghiêng. Thành phần dọc theo mặt phẳng nghiêng (P_dọc) được tính bằng:
P_dọc = P * sin(θ), với θ = 60 độ.
Vậy:
P_dọc = 1 N sin(60 độ) = 1 N (√3/2) = 0,866 N.

3. Tính lực ma sát (F_ma sát):
Lực ma sát trượt được tính bằng:
F_ma sát = μ * N,
trong đó N là lực bình thường (P_vuong góc) và μ là hệ số ma sát trượt.
N = P * cos(θ).
Tính N:
N = 1 N cos(60 độ) = 1 N (1/2) = 0,5 N.
Sau đó, tính F_ma sát:
F_ma sát = 0,1 * 0,5 N = 0,05 N.

4. Tính tổng lực tác dụng lên vật (F_tong):
Tổng lực tác dụng lên vật là hiệu số giữa thành phần trọng lực dọc theo mặt phẳng nghiêng và lực ma sát:
F_tong = P_dọc - F_ma sát = 0,866 N - 0,05 N = 0,816 N.

5. Tính hiệu suất của trọng lực:
Hiệu suất (η) được tính bằng công thức:
η = (F_tong / P_dọc) * 100%
Tính η:
η = (0,816 N / 0,866 N) * 100% ≈ 94,2%.

Vậy hiệu suất của trọng lực trong trường hợp này là khoảng 94,2%.