Chương 4. Ba định luật Newton. Một số lực trong thực tiễn

Một vật có khối lượng 50 kg, bắt đầu chuyển động nhanh dần đều và sau khi đi được 50 cm thì có vận tốc 0,7 m/s. Tính lực tác dụng vào vật.

Một lực không đổi tác dụng vào một vật có khối lượng 7,5 kg làm vật thay đổi tốc độ từ 8 m/s đến 3 m/s trong khoảng thời gian 2 s nhưng vẫn giữa nguyên chiều chuyển động. Lực tác dụng vào vật có giá trị là?

Một lực không đổi tác dụng vào một vật có khối lượng 5 kg làm vận tốc của vật tăng từ 2 m/s đến 8 m/s trong thời gian 3 s. Tìm độ lớn của lực đó và quãng đường mà vật đi được trong khoảng thời gian ấy.

Hãy xếp mức quán tính của các vật sau theo thứ tự tăng dần: điện thoại nặng 217 g; một chồng sách nặng 2400 g; xe máy nặng 134 kg; laptop nặng 2,2 kg; ô tô nặng 1,4 tấn. Giải thích cách sắp xếp của em.

Một máy bay phản lực có khối lượng 50 tấn, khi hạ cánh chuyển động chậm dần đều với gia tốc 0,5 m/${\mathrm{s}}^2$. Tính lực hãm. Biểu diễn trên cùng một hình các vectơ vận tốc, gia tốc và lực.

Một lực có độ lớn không đổi 2,5 N tác dụng vào một vật có khối lượng 200 g đang đứng yên. Quãng đường mà vật đi được trong khoảng thời gian 4 s tiếp theo bằng bao nhiêu? Biết lực ma sát có tác dụng không đáng kể, có thể bỏ qua.

Lực F truyền cho vật khối lượng ${\mathrm{m}}_1$ gia tốc ${\mathrm{a}}_1$ = 2 m/${\mathrm{s}}^2$, truyền cho vật khối lượng ${\mathrm{m}}_2$ gia tốc ${\mathrm{a}}_2$ = 6 m/${\mathrm{s}}^2$. Hỏi lực F sẽ truyền cho vật khối lượng $\mathrm{m}={\mathrm{m}}_1+{\mathrm{m}}_2$ một gia tốc là bao nhiêu?

Một quả bóng có khối lượng 200 g bay với vận tốc 90 km/h đến đập vuông góc với một bức tường rồi bị bật trở lại theo phương cũ với vận tốc 54 km/h. Khoảng thời gian va chạm bằng 0,05 s. Tính lực của tường tác dụng lên quả bóng.

Một vật đang đứng yên, được truyền 1 lực F thì sau 5 s vật này tăng v = 2 m/s. Nếu giữ nguyên hướng của lực mà tăng gấp 2 lần độ lớn lực F vào vật thì sau 8 s, vận tốc của vật là bao nhiêu?

Một ô tô có khối lượng 200 kg đang chạy với tốc độ 72 km/h thì hãm phanh chuyển động chậm dần đều và sau một quãng đường S thì dừng hẳn lại. Biết lực cản là 100 N.
a/ Tính gia tốc.
b/ Tìm quãng đường S.

Một vật có khối lượng là 100 g đang đứng yên. Khi tác dụng vào vật một lực kéo thì chuyển động nhanh dần đều sau 200 m thì tốc độ nó đạt được là 20 m/s. Biết lực cản là 0,9 N.
a/ Tính lực kéo.
b/ Để cho vật chuyển động thẳng đều thì lực kéo phải bằng bao nhiêu?

Dưới tác dụng của một lực bằng 20 N, một vật chuyển động với gia tốc 0,2 m/${\mathrm{s}}^2$. Hỏi vật đó chuyển động với gia tốc bao nhiêu nếu lực tác dụng bằng 60 N?

Lực F truyền cho vật khối lượng ${\mathrm{m}}_1$ gia tốc ${\mathrm{a}}_1$ = 2 m/${\mathrm{s}}^2$, truyền cho vật khối lượng ${\mathrm{m}}_2$ gia tốc ${\mathrm{a}}_2$ = 3 m/${\mathrm{s}}^2$. Hỏi lực F truyền cho vật khối lượng $\mathrm{m} = {\mathrm{m}}_1 + {\mathrm{m}}_2$ một gia tốc bao nhiêu?

Một quả bóng bay đến đập vào một bức tường. Quả bóng bị bật trở lại còn bức tường đứng yên. Hãy vận dụng định luật III Newton để giải thích hiện tượng.

Một vật đặt trên bàn nằm ngang. Hỏi có những lực nào tác dụng vào vật? vào bàn? những cặp lực trực đối nào không cân bằng nhau?

Hai quả cầu chuyển động trên mặt phẳng nằm ngang, qua cầu I chuyển động với vận tốc 4 m/s đến va chạm với quả cầu II đang đứng yên. Sau va chạm hai qua cầu cùng chuyển động theo hướng cũ của quả cầu I với vận tốc 2 m/s. Tính tỉ số khối hượng của hai quả cầu.

Hai quả cầu chuyển động trên cùng một đường thẳng, ngược chiều nhau, đến va chạm vào nhau với vận tốc lần lượt là 1 m/s và 0,5 m/s. Sau va chạm cả hai bật trở lại với vận tốc lần lượt là 0,5 m/s và 1,5 m/s. Biết khối lượng quả cầu thứ nhất ${\mathrm{m}}_1$= 1 kg. Tìm ${\mathrm{m}}_2$.

Một xe lăn có khối lượng 50 kg đang đứng yên trên mặt sàn nằm ngang thì chịu tác dụng bởi một lực kéo không đổi theo phương ngang làm cho xe chuyển động từ đầu phòng đến cuối phòng trong khoảng thời gian 15 s. Nếu người ta đặt lên xe một kiện hàng thì nhận thấy thời gian chuyển động của xe lúc này là 25 s dưới tác dụng của lực trên. Xem mọi ma sát và lực cản của không khí là không đáng kể. Khối lượng của kiện hàng được đặt lên xe là bao nhiêu?

Một tàu chở hàng có tổng khối lượng là 4,0.${10}^8$ kg vận chuyển hàng hóa đến nơi tiếp nhận thì đột nhiên động cơ tàu bị hỏng, lúc này gió thổi tàu chuyển động thẳng về phía bãi đá ngầm với tốc độ không đổi 0,8 m/s. Khi tàu chỉ còn cách bãi đá ngầm một khoảng 1200 m thì gió ngừng thổi, đồng thời động cơ cũng được sửa chữa xong và hoạt động lại. Tuy nhiên bánh lái của tàu bị kẹt và vì vậy, tàu chỉ có thể tăng tốc lùi thẳng ra xa khỏi bãi đá ngầm (Hình10.4). Biết lực do động cơ sinh ra có độ lớn 8,0.${10}^4$ N và lực cản xem như không đáng kể.
 
a) Tàu có va chạm với bãi đá ngầm không? Nếu vụ va chạm xảy ra thì lượng hàng hóa trên tàu có được an toàn không? Biết vỏ tàu có thể chịu được va đập ở tốc độ tối đa 0,45 m/s.
b) Lực tối thiểu do động cơ sinh ra phải bằng bao nhiêu để không xảy ra va chạm giữa tàu và bãi đá ngầm?

Hợp lực tác dụng lên 1 ô tô biến thiên theo đồ thị như hình vẽ. Biết xe có khối lượng 1,5 tấn, vận tốc ban đầu bằng không. Hãy vẽ đồ thị vận tốc của xe.

Một ngọn đèn có khối lượng m = 1 kg được treo dưới trần nhà bằng một sợi dây. Lấy g = 9,8 m/${\mathrm{s}}^2$. Dây chỉ chịu lực căng lớn nhất là 8 N. Nếu treo ngọn đèn này vào một đầu dây thì dây có bị dứt hay không? Vì sao?

Thể tích của một miếng sắt là 2 ${\mathrm{dm}}^3$. Cho khối lượng riêng của nước là 1000 kg/${\mathrm{m}}^3$. Lấy g = 9,8 m/${\mathrm{s}}^2$. Lực đẩy tác dụng lên miếng sắt khi nhúng chìm trong nước có giá trị là bao nhiêu?

Một nhà du hành vũ trụ có khối lượng 70 kg khi ở trên Trái Đất. Hãy xác định trọng lượng của nhà du hành vũ trụ này trên Mặt Trăng, biết độ lớn gia tốc trọng trường trên Mặt Trăng bằng 1/6 gia tốc trọng trường ở Trái Đất 9,8m/${\mathrm{s}}^2$.

Người ta đẩy một cái thùng có khối lượng 55 kg theo phương ngang với lực 220 N làm thùng chuyển động trên mặt phẳng ngang. Hệ số ma sát trượt giữa thùng và sàn là 0,35. Tính gia tốc thùng. Lấy g = 9,8 m/${\mathrm{s}}^2$.

Biểu diễn và gọi tên các lực trong từng trường hợp:

Một vật có khối lượng m = 2 kg chuyển động thẳng đều trên mặt phẳng nằm ngang nhờ tác dụng một lực kéo theo phương nằm ngang là 4 N. Lấy g = 10 m/${\mathrm{s}}^2$. Tìm hệ số ma sát trượt giữa vật với mặt phẳng nằm ngang.

Kéo đều một tấm bê-tông khối lượng 12000 kg trên mặt đất nằm ngang bằng lực kéo theo phương nằm ngang có độ lớn 54000 N. Lấy g = 10 m/${\mathrm{s}}^2$. Tính hệ số ma sát giữa tấm bê-tông và mặt đất?

Một ô tô có khối lượng 1 tấn, chuyển động trên đường nằm ngang. Hệ số ma sát lăn giữa bánh xe với mặt đường là 0,1. Lấy g = 10 m/${\mathrm{s}}^2$. Tìm độ lớn lực kéo của động cơ xe trong trường hợp:
a) Ô tô chuyển động thẳng đều.
b) Ô tô khởi hành chuyển động thẳng nhanh dần đều sau 10 s đi được 100 m.

Một xe ô tô đang chuyển động trên đường thẳng nằm ngang với vận tốc 72 km/h thì tài xế tắt máy hãm phanh. Xe trượt trên mặt đường một đoạn dài 40 m thì dừng hẳn. Lấy g = 10 m/${\mathrm{s}}^2$. Tìm gia tốc của xe. Suy ra hệ số ma sát trượt giữa bánh xe với mặt đường.

Một ôtô có khối lượng 1,5 tấn đang chuyển động đều với tốc độ 36 km/h trên đường thẳng thì tăng tốc. Lực kéo của đầu máy khi ấy là 4500 N. Biết hệ số ma sát giữa bánh xe và mặt đường là 0,2 và g = 10 m/${\mathrm{s}}^2$.
a/ Hỏi sau bao lâu kể từ khi tăng tốc ôtô đạt tốc độ 72 km/h? Tính quãng đường ôtô đi được trong thời gian tăng tốc trên?
b/ Tính lực kéo của động cơ lúc ôtô chưa tăng tốc.
c/ Khi ôtô đạt tốc độ 72 km/h thì người tài xế tắt máy, xe chuyển động chậm dần đều. Tính quãng đường và khoảng thời gian ôtô đi được kể từ khi tắt máy đến khi dừng lại.

Một vật có khối lượng 100 kg trượt không ma sát không vận tốc đầu từ đỉnh một mặt phẳng nghiêng cao 5 m, nghiêng góc α = ${30}^0$ so với phương ngang. Lấy g = 10 m/${\mathrm{s}}^2$.
a/ Tìm khoảng thời gian vật chuyển động trên mặt phẳng nghiêng và vận tốc vật ở chân mặt phẳng.
b/ Khi vật trượt hết mặt phẳng nghiêng, vật tiếp tục trượt chậm dần đều trên mặt phẳng ngang. Biết hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng ngang là 0,4. Tính thời gian và quãng đường vật đi được trên mặt phẳng ngang.

Một vật có khối lượng m = 40 kg bắt đầu trượt trên sàn nhà dưới tác dụng của một lực nằm ngang F = 200 N. Hệ số ma sát trượt giữa vật và sàn là ${\mathrm{\mu }}_{\mathrm{t}}$= 0,25. Lấy g = 10 m/${\mathrm{s}}^2$. Hãy tính:
a) Gia tốc của vật
b) Vận tốc của vật ở cuối giây thứ ba.
c) Đoạn đường vật đi được trong 3 giây đầu. 

Một ôtô đang chuyển động với tốc độ 10 m/s thì tắt máy chuyển động chậm dần đều do ma sát. Hệ số ma sát lăn giữa hai bánh xe với mặt đường là μ = 0,05. Lấy g = 10 m/${\mathrm{s}}^2$.
a) Tính gia tốc của ôtô.
b) Tính thời gian và quãng đường xe đi được từ lúc tắt máy.

Một người dùng dây buộc vào thùng gỗ rồi kéo nó trượt trên sân bằng một lực 300 N theo hướng nghiêng ${45}^0$so với mặt sàn. Thùng có khối lượng 50 kg. Hệ số ma sát trượt giữa đáy thùng và sàn là 0,2. Tìm gia tốc của thùng. Lấy g = 10 m/${\mathrm{s}}^2$.

Vật có khối lượng m = 1 kg được kéo chuyển động ngang bởi lực F = 2 N hợp góc α = 30° so với phương ngang. Biết sau khi bắt đầu chuyển động được 2 s, vật đi được quãng đường 1,66 m. Cho g = 10 m/${\mathrm{s}}^2$, $\sqrt{3}$ = 1,73.
a) Tính hệ số ma sát trượt ${\mathrm{\mu }}_{\mathrm{t}}$ giữa vật và sàn.
b) Tính lại ${\mathrm{\mu }}_{\mathrm{t}}$, nếu với lực F nói trên, vật chuyển động thẳng đều.

Một em bé đẩy một viên gạch bằng lực F hợp với phương ngang một góc α nhọn và có độ lớn bằng 30 N. Viên gạch có khối lượng 2 kg, chuyển động ngang. Hệ số ma sát giữa viên gạch và mặt phẳng ngang là 0,4. Sau khi bắt đầu chuyển động không vận tốc đầu được quãng đường 12 cm, vận tốc viên gạch là 1,2 m/s. Cho g = 10 m/${\mathrm{s}}^2$. Tính góc α.
 

Một quả cầu có trọng lượng P = 40 N được treo vào tường nhờ một sợi dây hợp với tường một góc 30⁰ như hình vẽ. Bỏ qua ma sát ở chỗ tiếp xúc giữa quả cầu và tường. Xác định lực căng dây và phản lực của tường tác dụng lên quả cầu.

Trong các trường hợp sau, trường hợp nào vật chịu tác dụng lực cản của nước?

A. Một chiếc ca nô đang neo đậu tại bến.

B. Bạn An đang tập bơi.

C. Một khúc gỗ đang trôi theo dòng nước chảy nhẹ.

D. Một vật đang nằm lơ lửng cân bằng trong nước.

Các tàu ngầm thường được thiết kế giống với hình dạng của cá heo để 

A. tiết kiệm chi phí chế tạo.

B. tăng thể tích khoang chứa.

C. đẹp mắt. 

D. giảm thiểu lực cản.

Hình dạng nào của vật cho lực cản nhỏ nhất? 

A. Khối cầu.

B. Khối trụ dài.

C. Khối lập phương.

D. Hình dạng khí động học.

Chọn phát biểu đúng. 

A. Độ lớn của lực cản càng lớn khi diện tích mặt cản càng nhỏ. 

B. Độ lớn của lực cản không phụ thuộc vào tốc độ của vật.

C. Vật đi càng nhanh thì lực cản của không khí càng nhỏ.

D. Tờ giấy để phẳng rơi chậm hơn hòn đá khi cùng được thả từ trạng thái nghỉ trong không khí. 

Xét một viên bi có khối lượng m đang rơi trong không khí. Hãy biểu điễn các lực tác dụng lên viên bi khi viên bi đang rơi đều.

Một số loài chim khi di cư xa thường bay thành từng đàn có hình góc nhọn Hình 12.2. Tại sao lại có sự sắp xếp như vậy?

Xét một viên bi có khối lượng m đang rơi trong không khí. Hãy biểu diễn các lực tác dụng lên viên bi khi viên bi đang rơi đều.

Hình 12.1 biểu diễn các lực tác dụng lên quả tennis đang rơi thẳng đứng. Hãy cho biết lực $\overrightarrow{\mathrm{D}}$ là lực gì? Cho m = 56 g, hãy tính gia tốc của quả tennis.
 

Một hòn đá được thả rơi vào chất lỏng. Sau một khoảng thời gian, người ta quan sát thấy hòn đá chuyển động thẳng đều. Khi đó, các lực tác dụng lên vật được biểu diễn như Hình 12.3. Hình 12.3 đã biểu diễn đủ các lực tác dụng lên vật chưa? Nếu chưa, hãy bổ sung và tính độ lớn của lực còn thiếu.