Một người xách một xô có nước và vung tay làm xô nước quay trong mặt phẳng

Giải SBT Vật Lí 10 Chủ đề 5: Chuyển động tròn và biến dạng

Bài 5.4 trang 46 sách bài tập Vật Lí 10: Một người xách một xô có nước và vung tay làm xô nước quay trong mặt phẳng thẳng đứng, theo một vòng tròn đường kính 1,8 m. Biết khối lượng xô và nước là 5,4 kg.

a. Tính tốc độ nhỏ nhất mà xô nước phải được quay để khi ở đỉnh hình tròn, đáy xô quay lên trên, miệng hướng xuống dưới mà nước vẫn ở trong xô.

b. Giả sử tốc độ không đổi, lực tác dụng lên tay của người đó khi xô nước ở dưới cùng của đường tròn là bao nhiêu?

Lời giải:

a. Nước trong xô chịu tác dụng của các lực $\overrightarrow{P},\overrightarrow{N}$.

Theo định luật II Newton ta có:

$\overrightarrow{P}+\overrightarrow{N}=m.\overrightarrow{a}$

Nước trong xô chuyển động tròn, chọn chiều dương chiếu vào tâm ta có:

P + N = m.a_ht $\Rightarrow$ N = m.a­_ht – P

Để nước không bị đổ ra ngoài thì

$N\ge 0\Rightarrow m{a}_{ht}-P\ge 0$

$\Rightarrow a_{ht}\ge g\Rightarrow \frac{v^2}{r}\ge g\Rightarrow v^2\ge gr$

$\Rightarrow v_{\min }=\sqrt{gr}=\sqrt{9,8.0,9}\approx 2,97m/s$

b.

Theo định luật II Newton ta có:

$\overrightarrow{P}+\overrightarrow{N}=m.\overrightarrow{a}$

Chọn chiều dương chiếu vào tâm ta có:

N – P = m.a_ht

$\Rightarrow$ N = m.a­_ht + P

Theo định luật III Newton lực tác dụng lên tay người đó có độ lớn bằng lực do tay người đó tác dụng lên xô nước: F = N = m.a­_ht + P = $m(g+\frac{v^2}{r})$ Mà theo ý a, có: $v=\sqrt{gr}$

$\Rightarrow$ $F=2mg=2\left(5,4kg\right)\left(9,81\frac{m}{s^2}\right)=105,9N\approx 106N$

Xem thêm các bài giải sách bài tập Vật Lí lớp 10 Cánh diều hay, chi tiết khác:

• Bài 5.1 trang 45 sách bài tập Vật Lí 10: Phát biểu nào sau đây sai khi nói về một vật chuyển động tròn đều ....

• Bài 5.2 trang 45 sách bài tập Vật Lí 10: Một bánh xe đang quay đều, mỗi phút nó quay được 3000 vòng ....

• Bài 5.3 trang 46 sách bài tập Vật Lí 10: Biết kim phút của đồng hồ treo tường có chiều dài ....

• Bài 5.5 trang 46 sách bài tập Vật Lí 10: Coi Trái Đất là hình cầu có bán kính R = 6 400 km và quay quanh trục với chu kì 24,0 giờ ....

• Bài 5.6 trang 46 sách bài tập Vật Lí 10: Ở hình 1.10b trang 112 sách giáo khoa Vật Lí 10, viên đá có khối lượng 200g ....

• Bài 5.7 trang 46 sách bài tập Vật Lí 10: Ở một sân tập phẳng, rộng người lái xe đua phải thực hiện vòng chạy trên một đường tròn ....

• Bài 5.8 trang 46 sách bài tập Vật Lí 10: Một người lái xe chữa cháy nhận lệnh đến một vụ cháy đặc biệt quan trọng ....

• Bài 5.9 trang 47 sách bài tập Vật Lí 10: Trong phòng thí nghiệm, vật nào sau đây đang bị biến dạng kéo ....

• Bài 5.10 trang 47 sách bài tập Vật Lí 10: Lực đàn hồi nói chung và lực đàn hồi của lò xo nói riêng có rất nhiều ứng dụng ....

• Bài 5.11 trang 47 sách bài tập Vật Lí 10: Một lò xo nhẹ có độ cứng k = 100 N/m và chiều dài tự nhiên l0 = 10,0 cm ....

• Bài 5.12 trang 47 sách bài tập Vật Lí 10: Khi treo vào đầu dưới của một lò xo vật khối lượng m1 = 800 g thì lò xo có chiều dài ....

• Bài 5.13 trang 47 sách bài tập Vật Lí 10: Một diễn viên xiếc đang leo lên một sợi dây được treo thẳng đứng từ trần nhà cao ....

• Bài 5.14 trang 47 sách bài tập Vật Lí 10: Một lò xo có độ cứng k = 400 N/m một đầu gắn cố định. Tác dụng một lực ....

• Bài 5.15 trang 47 sách bài tập Vật Lí 10: Cho hệ vật như hình 5.1. Ban đầu hai vật được giữ sao cho lò xo bị nén một đoạn ....

• Bài 5.16 trang 48 sách bài tập Vật Lí 10: Cho các dụng cụ sau: - Giá thí nghiệm đã gắn thước đo độ dài: 1 cái ....

• Bài 5.17 trang 48 sách bài tập Vật Lí 10: Cho các dụng cụ sau: - Lực kế: 1 cái ....

• Bài 5.18 trang 48 sách bài tập Vật Lí 10: Một nhóm học sinh tìm hiểu độ cứng của lò xo. Họ dùng các lò xo giống nhau ....

Săn shopee siêu SALE :

• Sổ lò xo Art of Nature Thiên Long màu xinh xỉu
• Biti's ra mẫu mới xinh lắm
• Tsubaki 199k/3 chai
• L'Oreal mua 1 tặng 3

---