Chuyển động của hệ vật –

Hai vật khối lượng mí và m2 nối với nhau bằng sợi dây được đặt trên mặt bàn nằm ngang. Hệ số ma sát trượt giữa mặt bàn và mỗi vật là u. Khi lực kéo F đặt vào vật mí theo phương song song với mặt bàn, dây nối căng, hai vật chuyển động với cùng vận tốc theo chiều của lực F. Tính gia tốc chung của hai vật và lực căng của dây nối. Bỏ qua khối lượng và độ biến dạng của dây.Bài giảiDưới tác dụng của lực F, vật m, có gia tốc và bắt đầu chuyển động, dây bị kéo căng và xuất hiện cặp lực căng T và T’ tác dụng lên mỗi vật như trên Hình 24.1 (xem mục 2b của bài 19).Ta chọn trục toạ độ \\ hướng theo lực F và ӑр dụng định luật II Niu-tơn cho mỗi vật.F – T – F = m1a T – F = m2atrong đó: Fms1 = [[Imag: Fms2 = [[Im2g ; T = T.Giải hệ trên, ta được gia tốc của hệ: (Z R- F – (Finns t Fins2)m + m, F-14 (m1 + m2)g – m1 +m2- m2 T T m1 F Fms2Fmst x’ X Hình 24.1. Các lực tác dụng trong một hệ vật Trên hình này, ta chỉ vẽ các lực tác dụng lên mỗi vật theo phương nằm ngang. Trọng lực tác dụng lên mỗi vật được cân bằng bởi phản lực pháp tuyến của mặt bàn, nên ta không vẽ Vào hình.Hãy viết công thức của định luật II Niu-tơn cho mỗi vật.107 Trong bài toán này, nếu xét hệ gồm hai vật mị, mạ và dây nối, thì Tvà T’ là nội lực, còn lực kéo F, các lực ma sát, trọng lực, phản lực pháp tuyến của mặt bàn đều là ngoại lực. Trong biểu thức gia tốc chung của hai vật, chỉ có mặt các ngoại lực mà không có mặt nội lực. Các nội lực không gây ra gia tốc cho hệ vì chúng xuất hiện từng cặp trực đối nhau.Hình 24,2{o}Các vật trong hệ ở Hình 24,3 có thể đứng yên hoặc chuyển động theo những khả năng nào ? Làm thế nào để biết được khả năng nào xảy ra ?Hình 24,3108và lực căng của dây: т, F т + т.Bài toán này cho ta một ví dụ về hệ vật. Hệ vật là một tập hợp hai hay nhiều vật mà giữa chúng có tương tác.Lực tương tác giữa các vật trong hệ gọi là nội lực. Lực do vật ở ngoài hệ tác dụng lên vật trong hệ gọi là ngoại lực. 2. Một ví dụ khác về hệ vậtHệ vật gồm hai vật nối với nhau bằng một sợi dây được bố trí như Hình 24.2. Cho m = 300 g ; m2 = 200g; a = 30°; hệ số ma sát trượt giữa vật m2 và mặt phẳng nghiêng là u = 0.3.a) Tính gia tốc của mỗi vật mị, m2 khi ta thả cho chúng chuyển động.b) Tính lực căng của dây.Bài giảiTrước hết cần nhận xét rằng, dây nối bị kéo về hai phía luôn luôn căng. Mặt khác, chiều dài dây cùng độ lớn gia tốc.Xét hệ gồm vật 1, vật 2 và sợi dây, ta cóP = mg = 0.3.9,8 = 2,94 NTrọng lực P. có thể phân tích thành hai thànhhần :* P = magsinox = 0.2.9,8.sin30° = 0,98 N P, có xu hướng làm cho vật 2 trượt xuống. * P = magcosa P nén vật vuông góc với mặt phẳng nghiêng. Nếu vật 2 trượt trên mặt phẳng nghiêng thì lực ma sát có độ lớn: is 0.51 N Ta thấy P > P%x + Fins, vậy vật 1 sẽ đi xuống, kéo vật 2 trượt lên. Do đó, Fm, có chiều hướng xuống phía dưới (Hình 24.3). Ngoài ra, tác dụng lên mỗi vật còn có lực căng Còn một cách khác để tính gia của dây. Các lực căng này có cùng độ lớn, gọi chung tốc, dựa trên nhận xét trực quan: là T. Áp dụng định luật II Niu-tơn cho từng vật. Đối với hệ đang xét, coi F là lực Với vật 1: P1 – T = m a phát động, P, và F) là lực cản. T và T’ là những nội lực. Ròng rọc Với vật 2: T – P2x – Fm = mọa chỉ có tác dụng đổi phương truyểnGiải hệ phương trình này ta được : của lưc a_ft = ox-fins=#*-0°=”5″ = 2.9 m/s” Như vậy: m + m2 0.3+0.2 a – f – a fins T = P -ma = 2.94 – 0.3.2.9 = 2,07 N m + m, 52. BằI TÂP1. Cho hệ vật như ở Hình 24.4. Biết mA > mẹ. Gia tốc của hai vật là a, Lực căng của dây bằng bao nhiêu ? A. mგg. B. (mAt me)g. С. (тд — тв)g. D. m.A(g-a).2. Một đầu tàu có khối lượng 50 tấn được nối với hai toa, mỗi toa có khối lượng 20 tấn. Đoàn tàu bắt đầu chuyển động Với gia tốc a =02 m/s2. Hệ số ma sát lăn giữa bánh Xe Với đường ray là 005. Hãy tính: a) Lực phát động tác dụng lên đoàn tàu. b) Lực căng ở những chỗ nối toa.3. Người ta vắt qua một chiếc rÔng rọc nhẹ một đoạn dây, ở hai đầu có treo hai vật A và B có khối lượng là mA = 260 g và mẹ = 240 g (Hình 244). Thả cho hệ bắt đầu chuyển động. a) Tỉnh Vận tốc của từng vật ở cuối giây thứ nhất. b) Tính quãng đường mà từng vật đi được trong giây thứ nhất. Bỏ qua ma sát ở ròng rọc, Coi dây là không dãn.тAHình 24,44. Trong Ví dụ ở mục 2 của bài, nếu cho m, những giá trị khác nhau (các dữ kiện khác giữ nguyên) 4l li!A – 4 ó thể diễn ra theo những khả năng nào ? Tìm phạm vi giá trị của m, để xảy ra mỗikhả năng 酰109

Bài giải này có hữu ích với bạn không?

Chuyển động của hệ vật

--Chọn Bài--

↡

Tài liệu trên trang là MIỄN PHÍ, các bạn vui lòng KHÔNG trả phí dưới BẤT KỲ hình thức nào!