Bài 21 : Chuyển động tịnh tiến của vật rắn. Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định
12 câu hỏi
Một xe lăn khi chịu lực nằm ngang 20 N thì chuyển động thẳng đều trên mặt đường nằm ngang. khi chất lên xe kiện hàng 20 kg, thì phải tác dụng lực nằm ngang 60 N xe mới chuyển động thẳng đều. Hệ số ma sát giữa xe và mặt đường là
A. 2,0. B. 0,4. C. 0,3. D. 0,6.
Chọn đáp án A.
Một đĩa tròn quay đầu quanh trục xuyên tâm vuông góc với đĩa. OA là một bán kính của đĩa. B là trung điểm của OA. Giữa vận tốc dài vA và vận tốc dài vB có quan hệ:
A. vA = vB B. vA = -vB C. vA = vB/2 D. vA = 2vB
Chọn đáp án D.
Trong thí nghiệm dùng để xác định gia tốc rơi tự do ở hình 21.1, các quả nặng đều giống nhau. Khi thả cho các quả nặng chuyển động thì sau 1,4s, chùm bên phải chạm đất. Từ đó tính được độ lớn của gia tốc rơi tự do là
A. 9,8 m/s2 B. 10 m/s2
C. 9,18 m/s2 D. 10,2 m/s2
Từ h = at2/2 tính được a = 2h/t2
Từ 5 mg - T = 5ma và 4mg - T = -4ma
Suy ra giá trị của g = 18h/t2 = 18.1/1,42 ≈ 9,18 m/s2
Chọn đáp án C.
Một ô tô có khối lượng 1 600 kg đang chuyển động thì bị hãm phanh với lực hãm bằng 600 N. Hỏi độ lớn và hướng của vectơ gia tốc mà lực này gây ra cho xe ?
Độ lớn gia tốc mà lực hãm phanh gây ra cho xe là
a = F/m = 600/1600 = 0,375 (m/s2)
Hướng của gia tốc trùng với hướng của lực, tức là ngược với hướng của chuyển động.
Một xe tải không chở hàng đang chạy trên đường. Nếu người lái xe hãm phanh thì xe trượt đi một đoạn đường s thì dừng lại. Nếu xe chở hàng có khối lượng bằng khối lượng của xe thì đoạn đường trượt bằng bao nhiêu ?
Chọn chiều dương là chiều chuyển động.
Ta có v2 - v02 = 2as với v = 0 ⇒ a = -v02/2s = -F/m
Do đó s = mv02/2F
Xe chở hàng có khối lượng bằng khối lượng của xe ⇒ khối lượng tổng cộng là 2m
s1 = 2mv02/2F = 2s
Một xe tải không chở hàng đang chạy trên đường. Nếu người lái xe hãm phanh thì xe trượt đi một đoạn đường s thì dừng lại. Nếu tốc độ của xe chỉ bằng một nửa lúc đầu thì đoạn đường trượt bằng bao nhiêu ?
Cho rằng lực hãm không thay đổi.
Chọn chiều dương là chiều chuyển động.
Ta có v2 - v02 = 2as với v = 0 ⇒ a = -v02/2s = -F/m
Do đó s = mv02/2F
Tốc độ của xe chỉ bằng nửa tốc độ lúc đầu v0/2
s2 = mv02/(2F.4) = s/4
Một vật có khối lượng 1,0 kg đang nằm yên trên sàn nhà. Người ta kéo vật bằng một lực nằm ngang làm nó đi được 80 cm trong 2 s. Hệ số ma sát trượt giữa vật và sàn là 0,30. Lấy g = 9,8 m/s2. Tính lực kéo.
Hình 21.1G vẽ các lực tác dụng lên vật.
a = 2s/t2 = 2.0,8/4 = 0,40(m/s2)
Áp dụng định luật II Niu-tơn ta có:P→+N→+F→+Fms→=ma→ (1)
Chiếu (1) lên các trục tọa độ đã chọn ta được
Ox: F - μtN = ma
Oy: N – mg = 0
Suy ra F = m(a + μtg) = 1,0(0,40 + 0,30.9,8) = 3,34 N.
Một vật có khối lượng 1,0 kg đang nằm yên trên sàn nhà. Người ta kéo vật bằng một lực nằm ngang làm nó đi được 80 cm trong 2 s. Hệ số ma sát trượt giữa vật và sàn là 0,30. Lấy g = 9,8 m/s2. Sau quãng đường ấy, lực kéo phải bằng bao nhiêu để vật chuyển động thẳng đều ?
Hình 21.1G vẽ các lực tác dụng lên vật.
F = Fms = μtmg = 0,30.1,0.9,8 = 2,94 N.
Một người kéo một cái hòm có khối lượng 32 kg trên nên nhà băng một sợi dây chếch 30° so với phương ngang. Lực kéo dây là 120 N. Hòm chuyển động thẳng với gia tốc 1,2 m/s2. Tính hệ số ma sát trượt giữa hòm và nền nhà.
Hình 21.2G vẽ các lực tác dụng lên vật.
Phương trình chuyển động của vật theo các phương Ox, Oy có dạng :
Ox : Fcos30° - Fms = ma (1)
Oy : N + Fsin30° - mg = 0 (2)
Fms = μtN (3)
Từ (1), (2) và (3) ta tìm được
N = mg - Fsin30°
Fcos30° - μt(mg - Fsin30°) = ma
Một vật trượt từ trạng thái nghỉ xuống một mặt phẳng nghiêng với góc nghiêng α so với phương ngang. Nếu bỏ qua ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng thì vật trượt được 2,45 m trong giây đầu tiên. Tính góc a. Lấy g = 9,8 m/s2
Hình 21.3Ga
Phương trình chuyển động của vật trên các trục Ox, Oy là
Ox: Psina = ma (1)
Oy : N - Pcosa = 0 (2)
Mặt khác, theo bài ra : a = 2s/t2 (3)
Từ (1), (2) và (3) suy ra sinα = a/g = 2s/(gt2) = 2.2,45/(9,8.1) = 0,5
⇒ α = 30°
Một vật trượt từ trạng thái nghỉ xuống một mặt phẳng nghiêng với góc nghiêng α so với phương ngang. Nếu hộ số ma sát trượt giữa vật và mặt phẳng nghiêng là 0,27 thì trong giây đầu tiên vật trượt được một đoạn đường bằng bao nhiêu ?
mgsina - μtN = ma (4)
N - mgcosa = 0 (5)
s = at2/2 (6)
Từ (4) và (5) ⇒ a = g(sina + μtcosa) = 9,8(0,5 - 0,27.0,866) = 2,606 ≈ 2,6 m/s2
Từ (6) : s = 2,6.1/2 = 1,3 m.
Hai người kéo một chiếc thuyền dọc theo một con kênh. Mỗi người kéo bằng một lực F1 = F2 = 600 N theo hướng làm với hướng chuyển động của thuyền một góc 30°(H.21.2). Thuyền chuyển động với vận tốc không đổi. Hãy tìm lực cản F3 của nước tác dụng vào thuyền.
Xem hình 21.4G.
F12 = 2F1cos30°
F3 = F12
