Tính công của lực ma sát và độ biến thiên năng lượng của vật trong chuyến động trên một mặt phẳng nghiêng

Trong chuyến động trên một mặt phẳng nghiêng, chúng ta có thể tính công của lực ma sát và độ biến thiên năng lượng của vật. Để làm điều này, chúng ta cần biết một số thông tin về chuyến động, bao gồm khối lượng của vật, vận tốc ban đầu của vật, độ nghiêng của mặt phẳng, và gia tốc do trọng lực. Trong trường hợp này, vật có khối lượng 1 kg trượt không vận tốc ban đầu từ đỉnh xuống chân mặt phẳng nghiêng 30° so với mặt nằm ngang. Tốc độ của vật ở chân mặt phẳng là 4,1 m/s. Chúng ta có thể sử thông tin này để tính công của lực ma sát và độ biến thiên năng lượng của vật. Công của lực ma sát có thể được tính bằng cách sử dụng công thức sau: $W_f = \mu \cdot N$ Trong đó, $W_f$ là công của lực ma sát, $\mu$ là hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng, và $N$ là lực ma sát. Lực ma sát có thể được tính bằng cách sử dụng công thức sau: $N = m \cdot g \cdot \sin(\theta)$ Trong đó, $N$ là lực ma sát, $m$ là khối lượng của vật, $g$ là gia tốc do trọng lực, và $\theta$ là góc nghiêng của mặt phẳng. Thay các giá trị vào công thức, chúng ta có: $N = 1 \, \text{kg} \cdot 9,8 \, \text{m/s}^2 \cdot \sin(30^\circ) = 4,9 \, \text{N}$ Thay giá trị này vào công thức của công của lực ma sát, chúng ta có: $W_f = \mu \cdot 4,9 \, \text{N}$ Để tính độ biến thiên năng lượng của vật, chúng ta cần tính năng lượng ban đầu và năng lượng cuối cùng của vật. Năng lượng ban đầu của vật có thể được tính bằng cách sử dụng công thức sau: $E_i = \frac{1}{2} \cdot m \cdot v_i^2$ Trong đó, $E_i$ là năng lượng ban đầu của vật, $m$ là khối lượng của vật, và $v_i$ là vận tốc ban đầu của vật. Thay các giá trị vào công thức, chúng ta có: $E_i = \frac{1}{2} \cdot 1 \, \text{kg} \cdot (0 \, \text{m/s})^2 = 0 \, \text{J}$ Năng lượng cuối cùng của vật có thể được tính bằng cách sử dụng công thức sau: $E_f = \frac{1}{2} \cdot m \cdot v_f^2$ Trong đó, $E_f$ là năng lượng cuối cùng của vật, $m$ là khối lượng của vật, và $v_f$ là vận tốc cuối cùng của vật. Thay các giá trị vào công thức, chúng ta có: $E_f = \frac{1}{2} \cdot 1 \, \text{kg} \cdot (4,1 \, \text{m/s})^2 = 8,45 \, \text{J}$ Để tính độ biến thiên năng lượng của vật, chúng ta cần lấy năng lượng cuối cùng trừ đi năng lượng ban đầu: $\Delta E = E_f - E_i = 8,45 \, \text{J} - 0 \, \text{J} = 8,45 \, \text{J}$ Vậy, công của lực ma sát là 4,9 N và độ biến thiên năng lượng của vật là 8,45 J. Lưu ý: Để tính công của lực ma sát và độ biến thiên năng lượng của vật, chúng ta cần biết hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng. Tuy nhiên, trong bài viết này, chúng ta đã bỏ qua sự trao đổi nhiệt với mặt phẳng nghiêng, vì vậy chúng ta không cần biết hệ số ma sát.