Vì sao nghiêng tấm ván từ từ có thể làm vật bất ngờ bắt đầu trượt?

Giải thích nguyên lý

Ở góc nhỏ, ma sát nghỉ tự điều chỉnh để cân bằng trọng lực dọc dốc. Khi góc tăng, thành phần dọc dốc tăng còn phản lực giảm. Tới mức ma sát cần vượt giới hạn μsN, trạng thái đứng yên không còn khả thi.

Ví dụ tính từng bước

Vật 2 kg, g = 10 m/s², μs = 0,5. Ở góc 20°, lực cần giữ khoảng 6,84 N, giới hạn ma sát khoảng 9,40 N nên có thể đứng yên. Ở 30°, lực cần 10 N nhưng giới hạn chỉ 8,66 N, nên không thể giữ cân bằng bằng ma sát ấy.

Điểm dễ hiểu sai

Không gán ma sát nghỉ bằng giá trị cực đại ngay từ góc 20°. Công thức gia tốc khi trượt còn cần hệ số ma sát trượt.

Tự kiểm tra

Góc giới hạn trong mô hình thỏa tanθ = 0,5, tức khoảng 26,6°.

Điều kiện áp dụng

Ván nghiêng chậm để xét cân bằng từng trạng thái, vật không dính hoặc bị chặn; số liệu dùng cho mô hình.

Đọc hình minh họa

Cùng khối trên hai góc dốc 20° và 30°, phân biệt lực cần giữ với giới hạn ma sát. Các mũi tên chỉ đại lượng theo nhãn; hình định tính không dùng để đo tỉ lệ lực hoặc độ dài. Các đồ thị đọc theo số liệu và đơn vị hai trục.

Học tiếp

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