Bài 9. Một vật có khối lượng 2kg chịu tác dụng của một lực: F = 10(N) có phương hợp với độ dời trên mặt phẳng nằm ngang một góc: α = 45°. Giữa vật và mặt phẳng có hệ số ma sát µ = 0,2 . Lấy g = 10m/s2 Tính

Để giải bài toán này, ta cần xác định các yếu tố chủ yếu như trọng lực, lực ma sát, và tính công của lực tác dụng.

1. Tính trọng lực (W):
Trọng lực tác dụng lên vật tính bằng công thức:
W = m * g
Với m = 2 kg và g = 10 m/s², ta có:
W = 2 kg * 10 m/s² = 20 N.

2. Tính lực ma sát (F_m):
Lực ma sát có thể tính bằng công thức:
F_m = µ * N,
Trong đó N là lực bình thường. Vì vật không có chuyển động thẳng đứng và chỉ tác động lên mặt phẳng ngang, N = W.
Vậy:
F_m = µ W = 0.2 20 N = 4 N.

3. Tính thành phần của lực F:
Lực F có phương hợp với độ dời một góc α = 45°. Do đó, ta cần tính thành phần của lực F theo hướng ngang (F_x) như sau:
F_x = F cos(α) = 10 N cos(45°) = 10 N * (√2 / 2) = 5√2 N.
Tương tự, ta có thành phần của lực F theo chiều dọc (F_y):
F_y = F sin(α) = 10 N sin(45°) = 10 N * (√2 / 2) = 5√2 N.

4. Tính công của ngoại lực (A):
Công của lực F khi vật di chuyển một quãng đường 2 m theo chiều chuyển động được tính bằng công thức:
A = F_x d = 5√2 N 2 m = 10√2 J.

5. Tính công của lực ma sát (A_m):
Công của lực ma sát cũng được tính tương tự, nhưng do lực ma sát luôn ngược chiều chuyển động nên công này sẽ âm:
A_m = - F_m d = -4 N 2 m = -8 J.

6. Tính hiệu suất (η):
Hiệu suất η được tính bằng tỉ lệ giữa công hữu ích (công của lực F) và công toàn phần (công của lực F - công của lực ma sát):
η = A / (A - A_m).
Thay các giá trị vào công thức:
A = 10√2 J và A_m = -8 J => Công toàn phần = 10√2 J - (-8 J) = 10√2 + 8 J.
Tính η:
η = 10√2 / (10√2 + 8).

Công nào là công dương và công nào là công âm:
- Công dương: Công do lực F tác dụng lên vật (10√2 J).
- Công âm: Công của lực ma sát tác động lên vật (-8 J).

Cuối cùng, chúng ta đã hoàn thành việc tính toán cần thiết cho bài toán.