Công thức tính lực căng dây (hay, chi tiết)

Công thức tính lực căng dây (hay, chi tiết)

Công thức tính lực căng dây đầy đủ, chi tiết nhất Vật Lí lớp 10 sẽ giúp học sinh nắm vững công thức, từ đó có kế hoạch ôn tập hiệu quả để đạt kết quả cao trong các bài thi Vật Lí 10.

Bài viết Công thức tính lực căng dây đầy đủ, chi tiết nhất gồm 4 phần: Định nghĩa, Công thức, Kiến thức mở rộng và Ví dụ minh họa áp dụng công thức trong bài có lời giải chi tiết giúp học sinh dễ học, dễ nhớ Công thức tính lực căng dây đầy đủ, chi tiết nhất Vật Lí 10.

1. Khái niệm

- Đối với dây cao su hay dây thép, lực đàn hồi chỉ xuất hiện khi bị ngoại lực kéo dãn. Vì thế trong trường hợp này lực đàn hồi được gọi là lực căng.

- Đơn vị của lực căng dây là (N).

- Con lắc đơn gồm một vật nhỏ, khối lượng m, treo ở đầu của một sợi dây chiều dài l không dãn, khối lượng không đáng kể.

2. Công thức

- Trường hợp, con lắc ở vị trí cân bằng, các lực tác dụng lên vật gồm: trọng lực , lực căng dây

Theo định luật II Niu – tơn:  

Chiếu lên chiều dương đã chọn, ta có: T – P = m.a => T = m(g + a)

- Trường hơp, con lắc đơn chuyển động tròn đều trên mặt phẳng nằm ngang: các lực tác dụng lên vật gồm: trọng lực , lực căng dây . Hợp lực của và  là lực hướng tâm. Để tìm được T, ta có thể sử dụng các công thức sau:

+ Sử dụng phương pháp hình học:  

+ Sử dụng phương pháp chiếu: Phân tích lực căng dây thành 2 thành phần  theo trục tọa độ x0y đã chọn.

Theo định luật II Niu – ton, ta có:

Chiếu (1) lên trục tọa độ x0y, ta được:

 

                                                   

3. Ví dụ minh họa

Câu 1: Vật nặng 5kg được treo vào sợi dây có thể chịu được lực căng tối đa 52N. Cầm dây kéo vật lên cao theo phương thẳng đứng. Lấy g = 10m/s². Học sinh A nói: "Vật không thể đạt được gia tốc 0,6m/s²”. Học sinh A nói đúng hay sai?

Lời giải:

Chọn chiều dương là chiểu chuyển động như hình

Các lực tác dụng lên vật gồm: trọng lực , lực căng dây  

Áp dụng định luật II NiuTon:

Chiếu (*) lên chiều dương ta có: T - P = ma => T = m(g + a) 

Để dây không bị đứt thì: 

T ≤ T_max

=> m(g + a) ≤ T_max

=> a ≤

=> a_max = 0,4m/s² 

=> Học sinh A nói đúng.

Câu 2: Hai vật m₁ = 1kg, m₂ = 0,5kg nối với nhau bằng sợi dây và được kéo lên thẳng đứng nhờ lực F = 18N đặt lên vật I. Tìm gia tốc chuyển động và lực căng của dây? Coi dây là không giãn và có khối lượng không đáng kể.

Lời giải:

Chọn chiều dương hướng lên

Các ngoại lực tác dụng lên hệ vật gồm: trọng lực lực kéo  

 

Xét riêng vật m₂: 

T - P = m₂a

=> T = P₂ + m₂a = m₂ (a + g) 

=> T = 0,5.(2 + 10) = 6N

                             

Xem thêm các Công thức Vật Lí lớp 10 quan trọng hay khác:

• Công thức tính lực hấp dẫn

• Công thức định luật vạn vật hấp dẫn

• Công thức tính trọng lượng

• Công thức tính trọng lực

• Công thức tính độ biến dạng của lò xo

---