Một vật có khối lượng 2kg chuyển động thẳng nhanh dần đều

Trả lời nhanh

Với vật m = 2 kg chuyển động thẳng nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ (v₀ = 0), em dùng v = at, s = ½at², v² = 2as để tìm gia tốc a, rồi tính hợp lực F = ma = 2a (N). Đề gốc không nêu đủ số liệu trên trang này, nên bài dưới đây giải theo phương pháp, kèm ví dụ tự đặt.

Lưu ý: các số liệu trong phần ví dụ dưới đây là do thầy cô tự đặt để minh hoạ cách làm. Nếu đề của em có số khác (thời gian, quãng đường, lực kéo…), em chỉ việc thay số vào đúng các bước tương ứng.

Đọc đề: những dữ kiện ẩn trong câu “từ trạng thái nghỉ”

“Chuyển động thẳng nhanh dần đều” → gia tốc a không đổi, cùng chiều chuyển động (a > 0 nếu chọn chiều dương theo chiều chuyển động).
“Từ trạng thái nghỉ” (đứng yên) → vận tốc đầu v₀ = 0, chọn gốc thời gian t₀ = 0.
“Khối lượng 2 kg” → m = 2 kg, dùng cho định luật II Newton F = ma.

Công thức cần nhớ khi v₀ = 0

Đại lượng	Công thức tổng quát	Khi v₀ = 0
Vận tốc	v = v₀ + at	v = at
Quãng đường	s = v₀t + ½at²	s = ½at²
Liên hệ v – s	v² − v₀² = 2as	v² = 2as
Định luật II Newton	F_hl = ma (hợp lực, đơn vị N)

Mẹo nhớ: nhìn đề cho gì thì chọn công thức không chứa đại lượng không cho. Cho (t, s) → dùng s = ½at². Cho (v, s) → dùng v² = 2as. Cho (v, t) → dùng v = at.

Các bước giải chung

Vẽ hình, chọn chiều dương theo chiều chuyển động.
Xác định a từ dữ kiện động học (thời gian, quãng đường, vận tốc).
Tính hợp lực F = ma (nếu đề hỏi lực).
Nếu đề cho lực kéo và ma sát, viết F_kéo − F_ms = ma rồi giải ngược ra a hoặc F.
Tính các đại lượng còn lại và kiểm tra đơn vị.

Ví dụ 1 (số liệu tự đặt): biết vận tốc sau một khoảng thời gian

Đề: Vật 2 kg chuyển động thẳng nhanh dần đều từ nghỉ, sau 5 s đạt vận tốc 10 m/s. Tính gia tốc, hợp lực tác dụng, quãng đường đi được trong 5 s, và công của hợp lực.

Gia tốc: a = v/t = 10/5 = 2 m/s².
Hợp lực: F = ma = 2 × 2 = 4 N.
Quãng đường: s = ½at² = ½ × 2 × 5² = 25 m.
Công của hợp lực: A = F·s = 4 × 25 = 100 J. Kiểm tra bằng động năng: W_đ = ½mv² = ½ × 2 × 10² = 100 J ✔ (định lí động năng).

Ví dụ 2 (số liệu tự đặt): biết quãng đường trong thời gian đầu

Đề: Vật 2 kg đi từ nghỉ, đi được 8 m trong 2 s đầu. Tính a, hợp lực và vận tốc ở cuối giây thứ 2.

Từ s = ½at² ⇒ a = 2s/t² = 2 × 8/2² = 4 m/s².
F = ma = 2 × 4 = 8 N.
v = at = 4 × 2 = 8 m/s. Kiểm tra: v² = 2as = 2 × 4 × 8 = 64 ⇒ v = 8 m/s ✔.

Ví dụ 3 (số liệu tự đặt): có lực kéo và ma sát

Đề: Vật 2 kg trên mặt phẳng ngang, hệ số ma sát trượt μ = 0,25, chịu lực kéo ngang F = 10 N, bắt đầu từ nghỉ. Lấy g = 10 m/s². Tính a và quãng đường sau 4 s.

Lực ma sát: F_ms = μmg = 0,25 × 2 × 10 = 5 N.
Định luật II: F − F_ms = ma ⇒ a = (10 − 5)/2 = 2,5 m/s².
s = ½at² = ½ × 2,5 × 4² = 20 m; vận tốc lúc đó v = at = 10 m/s.

Lỗi sai thường gặp

Dùng lực kéo F thay cho hợp lực: khi có ma sát, phải trừ F_ms trước khi nhân với a.
Quên đổi đơn vị: khối lượng phải ra kg, vận tốc ra m/s (36 km/h = 10 m/s).
Nhầm “quãng đường trong giây thứ n” với “quãng đường trong n giây”. Quãng đường trong giây thứ n = ½a[n² − (n−1)²].
Lấy v = 2as thay vì v² = 2as.

Bài luyện tập

Vật 2 kg nằm yên trên mặt sàn nhẵn, chịu lực kéo ngang 6 N. Tính a, vận tốc sau 3 s và quãng đường đi được trong 3 s.
Đáp án: a = 6/2 = 3 m/s²; v = 3 × 3 = 9 m/s; s = ½ × 3 × 9 = 13,5 m.
Vật 2 kg chuyển động nhanh dần đều từ nghỉ, đi được 18 m trong 3 s đầu. Tính hợp lực tác dụng lên vật.
Đáp án: a = 2 × 18/9 = 4 m/s²; F = 2 × 4 = 8 N.
Vật 2 kg tăng vận tốc từ 0 đến 12 m/s trên quãng đường 24 m. Tính a, lực F và thời gian chuyển động.
Đáp án: a = 12²/(2 × 24) = 3 m/s²; F = 6 N; t = v/a = 4 s.

Câu hỏi thường gặp

Vật chuyển động nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ thì v0 bằng bao nhiêu?

v0 = 0. Khi đó v = at, s = ½at² và v² = 2as, nên bài toán đơn giản hơn nhiều.

Vật 2 kg có gia tốc 3 m/s² thì hợp lực tác dụng là bao nhiêu?

Theo định luật II Newton, F = ma = 2 × 3 = 6 N, hướng cùng chiều với gia tốc.

Khi có ma sát thì tính lực thế nào?

Viết F kéo − F ma sát = ma, với F ma sát = μmg trên mặt phẳng ngang. Từ đó tìm a hoặc lực kéo cần thiết.

Làm sao chọn đúng công thức động học?

Xem đề cho đại lượng nào: cho (t, s) dùng s = ½at²; cho (v, s) dùng v² = 2as; cho (v, t) dùng v = at.