Một vật nặng có kích thước nhỏ, có khối lượng 0,50 kg, được buộc vào đầu một dây có

Giải Vật Lí lớp 10 Bài 21: Động lực học của chuyển động tròn. Lực hướng tâm

Bài 3 trang 134 Vật Lí 10:

Một vật nặng có kích thước nhỏ, có khối lượng 0,50 kg, được buộc vào đầu một dây có chiều dài 1,5 m. Vật chuyển động đều trên đường tròn nằm ngang (Hình 21P.2). Cho biết dây chỉ chịu được lực căng tối đa bằng 50 N. Hãy tính tốc độ quay lớn nhất của vật để dây không bị đứt.

Lời giải:

Gọi góc hợp bởi phương của sợi dây và phương thẳng đứng là α

Hình chiếu của lực căng dây xuống mặt phẳng quỹ đạo đóng vai trò lực hướng tâm.

Độ lớn lực hướng tâm: $F_{ht}=T.\sin \alpha \Rightarrow T=\frac{F_{ht}}{\sin \alpha }$

Mặt khác: $F_{ht}=m{\omega }^{2}R=\frac{m{v}^2}{R}=\frac{m{v}^2}{l.\sin \alpha }$

Từ hai biểu thức trên: $T=\frac{m{v}^2}{l.{\sin }^2\alpha }\Rightarrow v=\sqrt{\frac{T.l.{\sin }^2\alpha }{m}}$

Tốc độ quay lớn nhất để dây không bị đứt khi T = 50 N

Từ đó: $v=\sqrt{\frac{T.l.{\sin }^2\alpha }{m}}=\sqrt{\frac{50.1,5}{0,5}}.\sin \alpha =12,24.\sin \alpha \left(m/s\right)$

Khi $\sin \alpha =1\Rightarrow v=12,24m/s$

Xem thêm lời giải bài tập Vật Lí lớp 10 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

• Mở đầu trang 131 Vật Lí 10: Em nhận xét gì về mặt đường đua trong Hình 21.1 ....

• Câu hỏi 1 trang 132 Vật Lí 10: Trong hệ Mặt Trời, chuyển động của một số hành tinh như Trái Đất được xem gần đúng là ....

• Luyện tập trang 132 Vật Lí 10: Vinasat – 1 là vệ tinh viễn thông địa tĩnh (có vị trí cố định trong không gian so với....

• Câu hỏi 2 trang 132 Vật Lí 10: Khi ô tô chạy theo đường vòng cung, tài xế cần lưu ý những điều gì ....

• Luyện tập trang 133 Vật Lí 10: Cho bán kính cung tròn mà xe chạy theo bằng 35,0 m, hệ số ma sát nghỉ ....

• Vận dụng trang 133 Vật Lí 10: Khi xe chạy theo đường vòng cung nằm ngang, tốc độ tối đa của xe để giữ an toàn ....

• Bài 1 trang 134 Vật Lí 10: Một đầu của dây nhẹ dài 0,80 m được buộc một vật có khối lượng 3,00 kg....

• Bài 2 trang 134 Vật Lí 10: Mô hình đơn giản của nguyên tử hydrogen giả sử rằng electron chuyển động tròn đều ....

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

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

---