Bài tập động lực học 2

ĐỀ BÀI
Một vật nhỏ được truyền cho vận tốc ban đầu bằng v0 hướng dọc theo mặt phẳng nghiêng để đi lên trên một mặt phẳng nghiêng, góc hợp bởi mặt phẳng nghiêng với phương nằm ngang là α. Khi vật đi lên đến điểm cao nhất vật lại trượt xuống dọc theo mặt phẳng nghiêng. Cho hệ số ma sát giữa vật với mặt phẳng nghiêng là μ. Biết thời gian đi xuống bằng 1,2 lần thời gian đi lên, v0 = 4 m/s, α = 300 . Xác định hệ số ma sát μ và độ cao cực đại vật đi lên được.

GIẢI
Gia tốc của vật khi đi lên là
     al = - g.(sin α + μ.cos α)
Vật đi lên cao nhất được đoạn đường  s  thì vận tốc của vật bằng 0. Ta có

     v = v0 + al.tl = 0
     $s = {v_0}t + \frac{1}{2}{a_l}t_l^2$
Suy ra   $s =  - \frac{1}{2}{a_l}t_l^2$
Khi vật đi xuống, gia tốc của vật là
     ax = g.(sin α – μ.cos α)
Ta có 
     $s = \frac{1}{2}{a_X}t_X^2$
thời gian đi xuống bằng 1,2 lần thời gian đi lên nên 
     $\frac{{{a_l}}}{{{a_x}}} =  - {\left( {\frac{{{t_x}}}{{{t_l}}}} \right)^2} = 1,44$   Þ    $\frac{{\sin \alpha  + \mu c{\rm{os}}\alpha }}{{\sin \alpha  - \mu c{\rm{os}}\alpha }} = 1,44$
Từ đó tính được     m = 0,1
Thay lên trên ta tính được   al  = - 4,1 m/s2    và   s = 1,95m.
Độ cao cực đại vật lên được là
     hmax = Sl.sin α = 0,98 m.