Một vật khối lượng $m = 1kg$ trượt từ đỉnh của mặt phẳng nghiêng cao $1m$ , dài $10m$ . Lấy $g = 9,8m/{s^2}$ , hệ số ma…

Phương pháp giải:

+ Sử dụng biểu thức tính thế năng: ${{\rm{W}}_t} = mgh$

+ Áp dụng định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng

+ Sử dụng biểu thức tính động năng: ${{\rm{W}}_d} = \dfrac{1}{2}m{v^2}$

+ Sử dụng biểu thức tính công: $A = Fscos\alpha$

Lời giải chi tiết:

Ta có:

+ Cơ năng tại A: ${{\rm{W}}_A} = mgh = 1.9,8.1 = 9,8J$

+ Trong khi vật chuyển động từ A đến B, tại B cơ năng chuyển hóa thành động năng tại B và công để thắng lực ma sát

Áp dụng định luật bảo toàn chuyển hóa năng lượng, ta có:

${{\rm{W}}_A} = {{\rm{W}}_{{d_B}}} + {A_{{F_{ms}}}}$ (1)

Chọn chiều dương trùng chiều chuyển động của vật

Ta có:

+ Động năng tại B: ${{\rm{W}}_{{d_B}}} = \dfrac{1}{2}mv_B^2$

+ Công của lực ma sát: $A = {F_{ms}}.s.cos\beta = - {F_{ms}}.l = - \mu P.\sin \alpha .l$

Thay vào (1) ta được:

$\begin{array}{l}{{\rm{W}}_A} = {{\rm{W}}_{{d_B}}} + \left| {{A_{{F_{ms}}}}} \right|\\ \leftrightarrow 9,8 = \dfrac{1}{2}mv_B^2 + \left| { - \mu .P.\sin \alpha .l} \right|\\ \leftrightarrow 9,8 = \dfrac{1}{2}m.v_B^2 + \left| { - \mu mg.\dfrac{h}{l}.l} \right|\\ \leftrightarrow 9,8 = \dfrac{1}{2}1.v_B^2 + \left| { - 0,05.1.9,8.\dfrac{1}{{10}}.10} \right|\\ \to v_B^2 = 18,62\\ \to {v_B} \approx 4,32m/s\end{array}$