Question

如右圖所示，質量為5 kg的物塊在水平拉力F＝15 N的作用下，從靜止開始向右運動．物體與水平地面間的動摩擦因數μ＝0.2.求：
(1)在力F的作用下，物體在前10 s內的位移；
(2)在t＝10 s末立即撤去力F，再經6 s物體還能運動多遠？(g取10 m/s²)

Answer 1

物體在前10 s內受四個力：重力mg、支持力F_N、拉力F及滑動摩擦力F_f，

如圖所示．根據牛頓第二定律有F_N－mg＝0    ①    F－F_f＝ma₁   ②
又F_f＝μF_N③      聯立解得
a₁＝＝ m/s²＝1 m/s²
由位移公式求出前10 s內的位移為
x₁＝a₁t²＝110² m＝50 m.
物體在10 s末的速度v_t＝a₁t＝110 m/s＝10 m/s
10 s后物體做勻減速直線運動，其加速度大小為a₂＝＝μg＝0.210 m/s²＝2 m/s²
設最長還能運動的時間為t′則t′＝＝ s＝5 s.
可見，物體經5 s就停下，故6 s內的位移x₂＝＝25 m.

略