Vấn đề 3: Ba định luật Newton về chuyển động

Để tra đầu búa vào cán búa, nên chọn cách nào dưới đây? Giải thích tại sao.

 
a) Đập mạnh cán búa xuống đất như hình a.
b) Đập mạnh đầu búa xuống đất như hình b.

Mô tả và giải thích điều gì xảy ra đối với một hành khách ngồi trong ô tô ở các tình huống sau:
a) Xe đột ngột tăng tốc.
b) Xe phanh gấp.
c) Xe rẽ nhanh sang trái.

Giải thích tại sao: Khi đặt cốc nước lên tờ giấy mỏng, giật nhanh tờ giấy ra khỏi đáy cốc thì cốc vẫn đứng yên. 

Một xe bán tải khối lượng 2,5 tấn đang di chuyển trên cao tốc với tốc độ 90 km/h. Các xe cần giữ khoảng cách an toàn so với xe phía trước 70 m. Khi xe đi trước có sự cố và dừng lại đột ngột. Hãy xác định lực cản tối thiểu để xe bán tải có thể dừng lại an toàn.

Một thùng gỗ có khối lượng 300 kg nằm trên một sàn xe bán tải. Xe chạy với tốc độ ${\mathrm{v}}_0$ = 120 km/h. Người lái xe đạp phanh cho xe giảm tốc độ xuống còn 63 km/h trong 17 s. Hỏi trong thời gian này, thùng gỗ chịu tác dụng một lực (coi không đổi) bằng bao nhiêu? Giả thiết thùng gỗ không trượt trên sàn xe.

Cho một vật có khối lượng 10 kg đặt trên mặt sàn nằm ngang. Một người tác dụng một lực 30 N kéo vật theo phương ngang, hệ số ma sát trượt giữa vật và sàn có giá trị 0,2. Lấy giá trị của gia tốc trọng trường là 9,8 m/${\mathrm{s}}^2$. Tính gia tốc của vật.

Xét trường hợp con ngựa kéo xe như hình bên. Khi ngựa tác dụng một lực kéo lên xe, theo định luật III Newton sẽ xuất hiện phản lực có cùng độ lớn nhưng ngược hướng so với lực kéo. Vậy tại sao xe vẫn chuyển động về phía trước? Giải thích. 

Một người kéo dây để giữ thùng hàng như hình vẽ. Trên hình đã biểu diễn hai lực. 

a) Chỉ ra lực còn lại tạo thành cặp lực - phản lực theo định luật III Newton với mỗi lực này. Nêu rõ vật mà lực đó tác dụng lên, hướng của lực và loại lực. 
b) Biểu diễn các lực tác dụng lên thùng hàng.
c) Biểu diễn các lực tác dụng lên người.

Một chất điểm khối lượng m = 500 g trượt trên mặt phẳng nằm ngang dưới tác dụng của lực kéo theo phương ngang. Cho hệ số ma sát μ = 0,4, lấy g = 10 m/${\mathrm{s}}^2$. Đồ thị vận tốc - thời gian của chất điểm như hình vẽ. Xác định giá trị của lực kéo trên mỗi giai đoạn OA, OB và BC.

Một vật có khối lượng M = 33 kg được đẩy trên mặt không ma sát bằng 1 thanh sắt có khối lượng m = 3,2 kg. Vật chuyển động (từ trạng thái đứng yên) một đoạn 77 cm trong thời gian 1,7 s với gia tốc không đổi. 

a) Hãy chỉ ra các cặp lực - phản lực theo phương ngang.
b) Tay sẽ phải tác dụng lên thanh một lực bằng bao nhiêu?
c) Thanh sắt đẩy vật với một lực bằng bao nhiêu?
d) Hợp lực tác dụng lên thanh sắt bằng bao nhiêu?

Một học sinh dùng dây kéo một thùng sách nặng 8 kg chuyển động trên mặt sàn nằm ngang. Dây nghiêng một góc chếch lên trên ${45}^0$ so với phương ngang. Hệ số ma sát trượt giữa dây thùng và mặt sàn là μ = 0,2 (lấy g = 9,8 m/${\mathrm{s}}^2$). Hãy xác định độ lớn của lực kéo để thùng sách chuyển động thẳng đều. 

Một thùng hàng trọng lượng 500 N đang trượt xuống dốc. Mặt dốc tạo với phương ngang một góc ${30}^0$. Chọn hệ tọa độ vuông góc xOy sao cho trục Ox theo hướng chuyển động của thùng.
a) Vẽ giản đồ vectơ lực tác dụng lên thùng.
b) Tính các thành phần của trọng lực theo các trục tọa độ vuông góc.
c) Giải thích tại sao lực pháp tuyến của dốc lên thùng hàng không có tác dụng kéo thùng hàng xuống đốc?
d) Xác định hệ số ma sát trượt giữa mặt dốc và thùng hàng nếu đo được gia tốc chuyển động của thùng là 2 m/${\mathrm{s}}^2$. Bỏ qua ma sát của không khí lên thùng. 

Một ô tô có khối lượng 1,2 tấn đang lên dốc, biết dốc nghiêng ${30}^0$ so với mặt phẳng ngang. Lực phát động gây ra bởi động cơ ô tô có độ lớn 8000 N. Hệ số ma sát lăn giữa bánh xe và mặt đường là μ = 0,05. Cho g = 9,8 m/${\mathrm{s}}^2$. Tính gia tốc của xe khi lên dốc. 

Một vận động viên trượt tuyết có cân nặng 70 kg trượt không vận tốc đầu từ đỉnh đồi cao 25 m, quãng đường trượt từ đỉnh xuống chân đồi là 50 m. Cho g = 10 m/${\mathrm{s}}^2$, hệ số ma sát giữa ván trượt và mặt tuyết là μ = 0,05.

a) Tính gia tốc và vận tốc của vận động viên tại chân đồi. 

b) Khi xuống đến chân đồi núi, vận động viên tiếp tục trượt trên mặt đường nằm ngang, hệ số ma sát lúc này là μ' = 0,1. Tính từ lúc trượt trên mặt đường nằm ngang, sau bao lâu thì vận động viên dừng lại.