Thí nghiệm ở hình 5.6 cho phép nghiệm lại kết quả tổng hợp hai lực F1, F2 vuông góc với nhau

Giải Vật Lí lớp 10 Bài 5: Tổng hợp và phân tích lực

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: $F=\sqrt{F_1^2+F_2^2}$

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

• Mở đầu trang 65 Vật Lí 10: Ngày 23-3-2021, siêu tàu Ever Given (E-vơ Ghi-vờn), mang cờ Panama (Pa-na-ma) ....

• Câu hỏi 1 trang 65 Vật Lí 10: Biểu diễn quy tắc cộng vectơ cho trường hợp lực F2 ngược chiều với lực F1 ....

• Câu hỏi 2 trang 66 Vật Lí 10: Thảo luận, đề xuất phương án và thực hiện thí nghiệm tổng hợp hai lực ....

• Câu hỏi 3 trang 66 Vật Lí 10: Xác định độ lớn và hướng của hợp lực F bằng cách dựng các vectơ lực P ....

• 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 ....

• Luyện tập 1 trang 68 Vật Lí 10: Xác định hợp lực của hai tàu kéo trong trường hợp mô tả ở hình 5.2 ....

• Luyện tập 2 trang 70 Vật Lí 10: Hãy chứng tỏ rằng trong trường hợp con nhện ở trên, lực T cân bằng với hợp lực của hai lực P ....

• Tìm hiểu thêm trang 70 Vật Lí 10: Cấu trúc vòm được cho là xuất hiện từ đầu thiên niên kỉ thứ hai trước công nguyên ....

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)

---