Công thức tính công của lực ma sát và cách giải các dạng bài tập (2024) chi tiết nhất
Với tài liệu về Công thức tính công của lực ma sát và cách giải các dạng bài tập (2024) chi tiết nhất bao gồm: lý thuyết và bài tập cũng như những định nghĩa, tính chất, các dạng bài sẽ giúp bạn nắm vững kiến thức và học tốt môn Vật lí hơn.
Công thức tính công của lực ma sát và cách giải các dạng bài tập chi tiết nhất
I. Lý thuyết
1. Khái niệm
- Lực ma sát là một loại lực cản xuất hiện giữa các bề mặt vật chất, chống lại xu hướng thay đổi vị trí tương đối giữa hai bề mặt.
- Khi một vật chuyển động chỉ dưới tác dụng của trọng lực hoặc lực đàn hồi (không có lực cản, lực ma sát…) thì động năng và thế năng có sự biến đổi qua lại, nhưng tổng của chúng, tức là cơ năng luôn được bảo toàn.
- Định luật bảo toàn cơ năng chỉ đúng khi vật chuyển động chỉ chịu tác dụng của trọng lực và lực đàn hồi. Nếu vật còn chịu tác dụng của lực ma sát thì cơ năng của vật sẽ biến đổi. Công của lực ma sát sẽ bằng độ biến thiên của cơ năng.
2. Công thức
ALực ma sát = W2 - W1 = ΔW
Trong đó:
W1 là cơ năng của vật tại vị trí đầu (J)
W2 là cơ năng của vật tại vị trí sau(J)
ΔW là độ biến thiên cơ năng (J)
3. Kiến thức mở rộng
- Công thức tính cơ năng:
W = Wđ + Wt = mv2 + mgh.
Trong đó:
W là cơ năng của vật (J)
Wđ là động năng của vật (J)
Wt là thế năng của vật (J)
m là khối lượng của vật (kg)
h là độ cao của vật so với gốc thế năng (m)
v là vận tốc của vật (m/s)
- Công thức tính công:Khi lực ma sát không đổi tác dụng lên một vật và điểm đặt của lực đó chuyển dời một đoạn s theo hướng hợp với hướng của lực góc thì công thực hiện bởi lực ma sát đó được tính theo công thức:
A = Fmsscosα = -Fmss
Trong đó Fms: Độ lớn lực ma sát tác dụng (N)
s: Quãng đường vật dịch chuyển (m)
A: Công (J).
α : góc hợp bởi hướng của lực với hướng chuyển dời của vật
- Từ các công thức trên, ta có thể tính:
+ Độ lớn của lực ma sát:
+ Quãng đường vật di chuyển
II. Bài tập vận dụng
Bài 1: Một người dùng một lực kéo F = 200 N để kéo một vật trên sân nằm ngang, quãng đường vật dịch chuyển là 30m, lực ma sát tác dụng lên vật là 12N. Tính công của lực kéo và lực ma sát tác dụng lên vật.
Lời giải
Công của lực kéo tác dụng lên vật là:
A = Fk.s = 200.30 = 6000 J = 6 kJ
Công của lực ma sát tác dụng lên vật là:
A = Fms.s = 12.30 = 360 J
Bài 2:Một xe ô tô khối lượng m = 2 tấn chuyển động nhanh dần đều trên đường nằm ngang với vận tốc ban đầu bằng không, đi được quãng đường s = 200m thì đạt được vận tốc v = 72km/h. Tính công do lực kéo của động cơ ô tô và do lực ma sát thực hiện trên quãng đường đó. Cho biết hệ số ma sát lăn giữa ô tô và mặt đường 0,05. Lấy g = 10m/s2.
Lời giải
Theo định luật II Niwton:
Chiếu lên trục nằm ngang và trục thẳng đứng ta có:
Vậy: Fk = ma +Fms = ma + kP = m(a + kg)
Gia tốc chuyển động của ô tô:
Lực kéo của động cơ ô tô là: Fk = m (a + kg) = 2000.1,5 = 3000N.
Vì lực kéo cùng hướng chuyển động, công do lực kéo của động cơ ô tô thực hiện trênquãng đường s là: A = Fk.s = 600.000J = 600kJ
Công do lực ma sát thực hiện trên quãng đường đó là:
A = −Fms.s = −kmg.s = − 200.000J = − 200kJ
Câu 3: Một vật 5 kg được đặt trên mặt phẳng ngiêng. Lực ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng bằng 0,2 lần trọng lượng của vật. Chiều dài của mặt phẳng nghiêng là 10 m. Lấy g = 10 m/s2. Công của lực ma sát khi vật trượt từ đỉnh xuống chân mặt phẳng nghiêng bằng
Lời giải
Độ lớn của lực ma sát: Fms = 0,2P = 0,2mg.
Vì lực ma sát ngược hướng với vectơ đường đi s nên công của lực ma sát khi vật trượt từ đỉnh xuống chân mặt phẳng nghiêng bằng:
A = Fms .s.cos180° = 0,2.5.10.10.cos180° = - 100J.
Câu 4: Một vật khối lượng 20kg đang trượt với tốc độ 4 m/s thì đi vào mặt phẳng nằm ngang nhám với hệ số ma sát μ. Công của lực ma sát đã thực hiện đến khi vật dừng lại là
Lời giải
Lực ma sát tác dụng lên vật có độ lớn bằng công thức: F = μmg
Quãng đường vật trượt đến khi dừng là:
Công của lực ma sát đã thực hiện đến khi vật dừng lại là
A = Fscos
Thay số ta được:
A =
Do A < 0 và lực có tác dụng cản trở lại chuyển động, khi đó A gọi là công cản.
Xem thêm các chương trình khác:
- Các dạng bài tập Tiếng Anh thông dụng nhất
- 3000 câu hỏi ôn tập môn Tiếng Anh có đáp án
- Toàn bộ kiến thức về cụm động từ | Định nghĩa và cách dùng
- 500 đoạn văn Tiếng Anh thông dụng nhất và cách làm
- 1000 câu hỏi ôn tập môn Công nghệ có đáp án
- 1000 câu hỏi ôn tập Giáo dục công dân
- 15000 câu hỏi ôn tập môn Toán có đáp án
- Wiki Toán | Khái niệm, định lí, tính chất, dạng bài, công thức
- Tuyển tập đề thi + chuyên đề ôn thi Toán Kangaroo các cấp độ (có đáp án 2024)
- Phương trình hóa học | Tổng hợp PTHH của các chất hữu cơ, vô cơ chính xác nhất
- Đồng phân & Công thức cấu tạo của các chất hữu cơ
- Nhận biết các chất Hóa học
- Cấu hình electron
- So sánh bán kính nguyên tử và bán kính ion
- 1000 câu hỏi ôn tập môn Hóa có đáp án
- Wiki các chất hóa học | Định nghĩa, tính chất, nhận biết, điều chế, ứng dụng
- Cách đọc danh pháp hóa học (chương trình mới) đầy đủ nhất
- Công thức Lewis của một số chất thường gặp (chương trình mới)
- Công thức electron của một số chất thường gặp (chương trình mới)
- Công thức cấu tạo của một số chất thường gặp (chương trình mới)
- Công thức hợp chất khí với hidro của các nguyên tố (phổ biến) | Cách viết công thức hợp chất khí với hidro
- Công thức hidroxit cao nhất của các nguyên tố (phổ biến) | Cách viết công thức hidroxit cao nhất
- Công thức oxit cao nhất của các nguyên tố (phổ biến) | Cách viết công thức oxit cao nhất
- 2000 câu hỏi ôn tập môn Tin học có đáp án
- 3000 câu hỏi ôn tập môn Lịch sử có đáp án
- 3000 câu hỏi ôn tập môn Địa lí có đáp án
- 2000 câu hỏi ôn tập môn Sinh học có đáp án
- Tổng hợp Dạng bài - Công thức môn Sinh học
- Tổng hợp về các tác giả văn học
- 3000 câu hỏi ôn tập môn Ngữ văn có đáp án
- Tổng hợp kiến thức Ngữ Văn
- Trò chơi Powerpoint | Game Powerpoint
- Tổng hợp bài thu hoạch BDTX Giáo viên mầm non (2024) theo Thông tư 12
- Tổng hợp bài thu hoạch BDTX Giáo viên tiểu học (2024)
- Tổng hợp bài thu hoạch BDTX Giáo viên THCS (2024)
- Tổng hợp bài thu hoạch BDTX Giáo viên THPT (2024)