Vì sao kéo đều xe lên rồi hãm xuống cùng dốc giúp tách lực cản khỏi trọng lực dọc dốc?

Giải thích nguyên lý

Ma sát trượt đổi chiều theo vận tốc, còn trọng lực dọc dốc luôn hướng xuống. Hai lượt đo cung cấp hai phương trình khác nhau, giúp phân biệt hai tác dụng nếu điều kiện tiếp xúc giữ như nhau.

Ví dụ tính từng bước

Kéo đều lên cần 14 N, còn khi xuống đều phải hãm lên bằng 6 N. Gọi G là trọng lực dọc dốc và f là cản: G + f = 14, G − f = 6, suy G = 10 N và f = 4 N. Với xe 2 kg, dốc 30°, g = 10 m/s² thì G = mg sin30° = 10 N, khớp kết quả.

Điểm dễ hiểu sai

Không cho ma sát cùng chiều ở cả hai lượt. Cùng gia tốc bằng 0 không có nghĩa cùng sơ đồ lực.

Tự kiểm tra

N = mg cos30° ≈ 17,32 N nên μ trượt xấp xỉ 0,231.

Điều kiện áp dụng

Lực kéo/hãm song song dốc, cản giữ độ lớn, vận tốc mỗi lượt không đổi. Chỉ là mô hình, không thử tải thật.

Đọc hình minh họa

Hai lượt xe lên và xuống dốc, ma sát đổi chiều; lực kéo và lực hãm đều hướng lên dốc. Các mũi tên chỉ đại lượng theo nhãn; hình định tính không dùng để đo tỉ lệ lực hoặc độ dài. Riêng đồ thị và bài 0100 đọc theo số liệu ghi trên hình.

Học tiếp

Định luật II Newton viết dưới dạng vectơ thế nào Cô lập vật trước khi giải bài lực như thế nào