Bài tập  /  Bài đang cần trả lời

Một vật trượt xuống một mặt phẳng nghiêng có hệ số ma sát μ = 0.5. Tìm góc θ nếu lực phản ứng pháp tuyến gấp đôi lực tổng hợp hướng xuống dốc

Một vật trượt xuống một mặt phẳng nghiêng có hệ số ma sát μ = 0.5. Tìm góc θ nếu lực phản ứng pháp tuyến gấp đôi lực tổng hợp hướng xuống dốc.
1 Xem trả lời
Hỏi chi tiết
17
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi
Để giải bài toán, chúng ta cần phân tích lực tác động lên vật khi nó trượt trên mặt phẳng nghiêng.

Gọi:
- \( m \) là khối lượng của vật.
- \( g \) là gia tốc trọng trường (khoảng 9.81 m/s²).
- \( θ \) là góc nghiêng của mặt phẳng.

Các lực tác động lên vật:
1. Trọng lực \( \vec{P} = m \vec{g} \) hướng xuống.
2. Lực pháp tuyến \( \vec{N} \) vuông góc với mặt phẳng nghiêng.
3. Lực ma sát \( \vec{F}_{\text{ma sát}} = \mu N = \mu (m g \cos θ) \) ngược chiều chuyển động.

Lực trọng lực phân tích theo hai phương:
- Phương vuông góc với mặt phẳng: \( P_\perp = mg \cos θ \)
- Phương song song với mặt phẳng: \( P_\parallel = mg \sin θ \)

Theo đề bài, lực phản ứng pháp tuyến gấp đôi lực tổng hợp hướng xuống dốc, tức là:

\[
N = 2 (P_\parallel - F_{\text{ma sát}})
\]

Lực đi xuống dốc \( P_\parallel - F_{\text{ma sát}} \) có thể viết như sau:

\[
F_{\text{ma sát}} = \mu N = 0.5 N
\]

Thay \( F_{\text{ma sát}} \) vào phương trình trên:

\[
N = 2 \left( mg \sin θ - 0.5 N \right)
\]

Giải phương trình này:

\[
N + N = 2mg \sin θ
\]
\[
1.5N = 2mg \sin θ
\]
\[
N = \frac{4}{3} mg \sin θ
\]

Bây giờ, lực pháp tuyến cũng được biểu diễn là:

\[
N = mg \cos θ
\]

Đặt \( \frac{4}{3} mg \sin θ = mg \cos θ \):

\[
\frac{4}{3} \sin θ = \cos θ
\]

Chia hai vế cho cos θ:

\[
\frac{4}{3} \tan θ = 1
\]

Vậy:

\[
\tan θ = \frac{3}{4}
\]

Giờ tính góc \( θ \):

\[
θ = \tan^{-1}\left(\frac{3}{4}\right) \approx 36.87^\circ
\]

Kết quả:

Góc nghiêng \( θ \approx 36.87^\circ \).
1
0
Duy Lê
06/10/2024 20:09:27
+5đ tặng
  •  
Chiếu các lực lên trục tọa độ Oxy với:
Ox: hướng dọc theo mặt phẳng nghiêng xuống dưới.
Oy: vuông góc với mặt phẳng nghiêng hướng lên trên.
Ta có:
Ox: Px = Psinθ; Fms = μN
Oy: N = Py = Pcosθ
N = 2(Px - Fms)
Thay các biểu thức đã tìm được ở trên vào phương trình, ta được:
Pcosθ = 2(Psinθ - μN)
Mà N = Pcosθ, thay vào ta có:
Pcosθ = 2(Psinθ - μPcosθ)
Rút gọn P ở cả hai vế:
cosθ = 2sinθ - 2μcosθ
Chuyển vế và rút gọn:
(1 + 2μ)cosθ = 2sinθ
Chia cả hai vế cho cosθ (vì cosθ ≠ 0):
1 + 2μ = 2tanθ
Thay μ = 0.5 vào ta được:
2 = 2tanθ
Suy ra: tanθ = 1
Vậy góc nghiêng θ = 45°.

Mở khóa để xem toàn bộ nội dung trả lời

(?)
Bạn đã đạt đến giới hạn của mình. Bằng cách Đăng ký tài khoản, bạn có thể xem toàn bộ nội dung trả lời
Cải thiện điểm số của bạn bằng cách đăng ký tài khoản Lazi.
Xem toàn bộ các câu trả lời, chat trực tiếp 1:1 với đội ngũ Gia sư Lazi bằng cách Đăng nhập tài khoản ngay bây giờ
Tôi đã có tài khoản? Đăng nhập

Bạn hỏi - Lazi trả lời

Bạn muốn biết điều gì?

GỬI CÂU HỎI
Học tập không giới hạn cùng học sinh cả nước và AI, sôi động, tích cực, trải nghiệm

Hôm nay bạn thế nào? Hãy nhấp vào một lựa chọn, nếu may mắn bạn sẽ được tặng 50.000 xu từ Lazi

Vui Buồn Bình thường
×
Trợ lý ảo Trợ lý ảo
Gửi câu hỏi
×