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題目:
一個質量為5kg的物體,在水平地面上受到一個大小為20N、方向與水平面成30度角斜向上的拉力作用,物體靜止于地面上,求地面對物體的支持力和摩擦力。
答案:
首先,我們需要根據題意畫出受力圖。物體受到三個力的作用:拉力、重力以及地面的支持力和摩擦力。
1. 重力:方向豎直向下,大小為mg=5kg x 9.8m/s^2 = 49N
2. 拉力在水平方向的分力:大小為F1=20N x cos30度=17.32N
由于物體靜止于地面上,所以它受到的合力為零。因此,支持力和摩擦力的合力也應該與重力等大反向。
3. 地面對物體的支持力:大小為N=mg+F1=49+17.32=66.32N,方向豎直向上。
4. 地面對物體的摩擦力:大小為f=F1-F摩=F1-u(mg-F傾)=17.32-u(49-F傾sin30度)=17.32-u(49-20sin30度)=4.7N,方向與拉力方向相同。
其中,u是物體與地面的動摩擦因數,F傾是拉力在豎直方向的分力。