Giải Vật lí 10 trang 67 Cánh diều

Với Giải Vật lí 10 trang 67 trong Bài 5: Tổng hợp và phân tích lực Vật lí lớp 10 Cánh diều hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời các câu hỏi & làm bài tập Vật lí 10 trang 67.

Giải Vật lí 10 trang 67 Cánh diều

Thực hành trang 67 Vật Lí 10: Thí nghiệm ở hình 5.6 cho phép nghiệm lại kết quả tổng hợp hai lực F₁, F₂ vuông góc với nhau và có độ lớn tương ứng theo tỉ lệ 4 : 3 (như ví dụ với quả cầu lông nói trên). Trong thí nghiệm này, lực kéo F₁ tạo với dây treo 4 quả cân và lực kéo F₂ tạo với dây treo 3 quả cân đã giữ cho chùm 5 quả cân không rơi.

- Hãy biểu diễn các lực thành phần F₁, F₂ trong thí nghiệm.

- Nhận xét về liên hệ giữa hợp lực F của hai lực F₁, F₂ với trọng lực của chùm 5 quả cân. Từ đó, thảo luận đề xuất phương án xác định hợp lực F.

- Tiến hành thí nghiệm để xác định hợp lực F. Kết quả thực hiện được ghi theo mẫu sau:

F1	F2	Góc giữa lực F1 và lực F2	Phương, chiều của lực F	F
?	?	?	?	?

- So sánh kết quả thu được qua thí nghiệm với kết quả tính ở trên và rút ra quy tắc tổng hợp hai lực đồng quy vuông góc.

Lời giải:

- Biểu diễn các lực thành phần $\overrightarrow{F_1};\overrightarrow{F_2}$

- Lực tổng hợp $\overrightarrow{F}$ của 2 lực thành phần $\overrightarrow{F_1};\overrightarrow{F_2}$ cân bằng với trọng lực $\overrightarrow{P}$ của chùm 5 quả cân: F = P

- Đề xuất phương án xác định hợp lực F:

+ Đo độ lớn các lực thành phần $\overrightarrow{F_1};\overrightarrow{F_2}$và góc hợp bởi 2 lực đó là góc $\alpha$. Độ lớn các lực dựa vào số quả cân được treo.

+ Sử dụng công thức định lí hàm cosin trong tam giác xác định độ lớn F theo lí thuyết thông qua: $F^2=F_1^2+F_2^2+2F_1{F}_2\cos \alpha$

+ Đo độ lớn trọng lực P (thông qua số quả cân được treo) thì gián tiếp xác định được độ lớn hợp lực F theo thí nghiệm.

+ So sánh độ lớn của F theo lí thuyết và thực hành để rút ra kết luận: $F=\sqrt{F_1^2+F_2^2}$

- Tiến hành thí nghiệm để xác định hợp lực F (sử dụng số quả cân để gián tiếp xác định độ lớn của các lực, ví dụ 2 quả cân thì coi như lực có độ lớn 2 N). Kết quả thực hiện được tham khảo bảng mẫu dưới đây:

F1	F2	Góc giữa lực F1 và lực F2	Phương, chiều của lực F	Flt	Fth
4	3	900	Cùng phương, ngược chiều với trọng lực P	5	5
8	6	890	Cùng phương, ngược chiều với trọng lực P	10,1	10
16	12	910	Cùng phương, ngược chiều với trọng lực P	19,8	20

+ Xử lí kết quả bằng công thức: $F^2=F_1^2+F_2^2+2F_1{F}_2\cos \alpha$ và so sánh với kết quả thực hành (cột F). Ta thấy số liệu thu được gần bằng với kết quả tính toán.

- Quy tắc tổng hợp 2 lực đồng quy vuông góc: $F=\sqrt{F_1^2+F_2^2}$

Câu hỏi 4 trang 67 Vật Lí 10: Thảo luận để thiết kế phương án thí nghiệm khác không cần sử dụng hệ thống ròng rọc và các quả cân. Có thể dùng lực kế đo trực tiếp các lực.

Lời giải:

- Dụng cụ:

+ Bảng thép (1)

+ Hai lực kế ống 5 N, có đế nam châm (2)

+ Thước đo góc có độ chia nhỏ nhất 1^o được in trên tấm mica trong suốt (3)

+ Một đế nam châm có móc để buộc dây cao su (4)

+ Dây chỉ bền và một dây cao su (5)

+ Giá đỡ có trục 10 mm, cắm lên đế ba chân (6)

+ Bút dùng để đánh dấu

- Tiến hành thí nghiệm:

Xác định 2 lực thành phần F₁ và F₂.

+ Đặt bảng thép lên giá đỡ. Gắn đế nam châm có móc buộc sợi dây cao su vào móc. Buộc sợi dây chỉ vào dây cao su. Móc hai lực kế vào đầu còn lại của sợi chỉ và gắn hai lực kế lên bảng.

+ Gắn thước đo góc lên bảng bằng nam châm

+ Di chuyển hai lực kế sao cho dây cao su và các đoạn dây chỉ song song với mặt phẳng và tâm O của thước trùng với giao điểm của sợi dây và dây cao su.

+ Đánh dấu lên bảng sắt điểm A₁ của đầu dây cao su, phương của hai lực $\overrightarrow{F_1}$ và $\overrightarrow{F_2}$ do hai lực kế tác dụng vào dây, có độ lớn tương ứng theo tỉ lệ 4 : 3.

+ Ghi các số liệu F₁, F₂ từ số chỉ của hai lực kế và góc giữa hai lực vào bảng 1

Xác định lực tổng hợp F_hl của hai lực thành phần F₁ và F₂.

+ Tháo một lực kế và bố trí thí nghiệm như hình dưới

+ Di chuyển lực kế sao cho đầu dây cao su trùng điểm A₁ đã đánh dấu và ghi giá trị của lực F_hl vào bảng 1

Bảng 1

+ Sử dụng công thức toán học về định lí hàm số cosin để tìm hợp lực F_hl và so sánh với thực nghiệm.

- Tham khảo bảng kết quả dưới:

Lần	F1	F2	Góc giữa lực F1 và lực F2	Flt	Fth
1	4	3	900	5,1	5
2	8	6	600	6,1	6,2

 - Nhận xét: độ lớn lực tổng hợp qua thực nghiệm và tính toán gần bằng nhau.

Lời giải bài tập Vật lí lớp 10 Bài 5: Tổng hợp và phân tích lực Cánh diều hay khác:

• Giải Vật lí 10 trang 65
• Giải Vật lí 10 trang 66
• Giải Vật lí 10 trang 68
• Giải Vật lí 10 trang 70

Xem thêm lời giải bài tập Vật lí lớp 10 Cánh diều hay, chi tiết khác:

• Vật Lí 10 Bài 6: Mômen lực. Điều kiện cân bằng của vật

• Vật Lí 10 Bài tập chủ đề 2 (trang 76, 77, 78)

• Vật Lí 10 Bài 1: Năng lượng và công

• Vật Lí 10 Bài 2: Bảo toàn và chuyển hóa năng lượng

• Vật Lí 10 Bài tập chủ đề 3 (trang 94)

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 10 hay khác:

• Giải sgk Vật lí 10 Cánh diều
• Giải Chuyên đề học tập Vật lí 10 Cánh diều
• Giải SBT Vật lí 10 Cánh diều
• Giải lớp 10 Cánh diều (các môn học)
• Giải lớp 10 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 10 Chân trời sáng tạo (các môn học)

---