Vật nào đến chân mặt phẳng nghiêng cuối cùng? Giải thích

Trong bài toán này, chúng ta có ba vật rắn gồm quả cầu đặc, trụ đặc và trụ rỗng, có cùng khối lượng \( M \) và bán kính \( R \). Chúng được thả từ đỉnh một mặt phẳng nghiêng và có tốc độ ban đầu bằng 0. Yêu cầu của bài toán là xác định vật nào sẽ đến chân mặt phẳng nghiêng cuối cùng và giải thích lý do. Để giải quyết bài toán này, chúng ta cần xem xét các lực tác động lên các vật khi chúng di chuyển trên mặt phẳng nghiêng. Trước hết, chúng ta biết rằng cả ba vật đều có khối lượng phân bố đều và lăn không trượt trên mặt phẳng nghiêng. Điều này có nghĩa là lực ma sát giữa các vật và mặt phẳng nghiêng sẽ không làm chúng trượt. Đối với quả cầu đặc, lực ma sát sẽ tác động lên điểm tiếp xúc giữa quả cầu và mặt phẳng nghiêng. Do quả cầu đặc có hình dạng tròn đều, điểm tiếp xúc này sẽ không thay đổi khi quả cầu di chuyển. Do đó, quả cầu đặc sẽ lăn xuống chân mặt phẳng nghiêng cuối cùng. Trong khi đó, trụ đặc và trụ rỗng có hình dạng dài hơn và không có điểm tiếp xúc cố định với mặt phẳng nghiêng. Thay vào đó, lực ma sát sẽ tác động lên một phần của bề mặt của trụ. Vì trụ rỗng có một lỗ trống bên trong, lực ma sát sẽ tác động lên một phần nhỏ hơn của bề mặt so với trụ đặc. Do đó, trụ rỗng sẽ có lực ma sát nhỏ hơn và di chuyển chậm hơn so với trụ đặc. Từ những phân tích trên, chúng ta có thể kết luận rằng quả cầu đặc sẽ đến chân mặt phẳng nghiêng cuối cùng, sau đó là trụ đặc và cuối cùng là trụ rỗng. Điều này xảy ra do sự khác biệt về hình dạng và lực ma sát tác động lên các vật khi chúng di chuyển trên mặt phẳng nghiêng. Tóm lại, trong bài toán này, quả cầu đặc sẽ đến chân mặt phẳng nghiêng cuối cùng. Điều này có thể được giải thích bằng sự khác biệt về hình dạng và lực ma sát tác động lên các vật khi chúng di chuyển trên mặt phẳng nghiêng.