Để giải bài toán này, ta cần tính toán thời gian vật trượt xuống dốc và vận tốc cuối cùng của vật tại chân dốc, với thông tin về độ dài dốc, chiều cao dốc, hệ số ma sát và không vận tốc đầu.
Bước 1: Xác định các thông số
- Chiều dài dốc (): 50 m.
- Chiều cao dốc (): 25 m.
- Hệ số ma sát (): 0,15.
- Vận tốc đầu (): 0 m/s.
- Gia tốc trọng trường (): 10 m/s².
Bước 2: Tính góc nghiêng của dốc
Ta có thể tính góc nghiêng của dốc bằng cách sử dụng công thức:
Do đó:
Bước 3: Phân tích lực tác dụng lên vật
Các lực tác dụng lên vật khi trượt xuống dốc bao gồm:
- Lực trọng lực theo phương dốc: .
- Lực ma sát: .
Công thức gia tốc của vật trên dốc là:
Thay các giá trị vào:
Bước 4: Tính thời gian vật trượt xuống dốc
Sử dụng công thức chuyển động đều tăng tốc:
Giải phương trình này để tìm thời gian :
Bước 5: Tính vận tốc cuối cùng của vật
Sử dụng công thức vận tốc trong chuyển động đều tăng tốc:
Vì , ta có:
Kết quả
- Thời gian vật trượt xuống dốc: 5,2 giây.
- Vận tốc của vật ở cuối chân dốc: 19,2 m/s.