Giải Vật lí 10 trang 57 Kết nối tri thức

Với Giải Vật lí 10 trang 57 trong Bài 13: Tổng hợp và phân tích lực. Cân bằng lực Vật lí lớp 10 Kết nối tri thức hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời các câu hỏi & làm bài tập Vật lí 10 trang 57.

Giải Vật lí 10 trang 57 Kết nối tri thức

Câu hỏi 1 trang 57 Vật Lí 10: Dựa vào Hình 13.2, hãy nêu cách xác định độ lớn và chiều của hợp lực trong hai trường hợp.

a) Vật chịu tác dụng của hai lực cùng phương, cùng chiều (Hình 13.2a).

b) Vật chịu tác dụng của hai lực cùng phương, ngược chiều (Hình 13.2b).

Lời giải:

a) Vật chịu tác dụng của hai lực cùng phương, cùng chiều thì hợp lực có:

- Độ lớn bằng tổng hai lực thành phần F = F₁ + F₂

- Cùng chiều với hai lực thành phần.

b) Vật chịu tác dụng của hai lực cùng phương, ngược chiều thì hợp lực có:

- Độ lớn bằng trị tuyệt đối hiệu hai lực thành phần F = |F₁ - F₂|

- Cùng chiều với lực thành phần lớn hơn.

Câu hỏi 2 trang 57 Vật Lí 10: Nêu quy tắc tổng hợp hai lực cùng phương.

Lời giải:

Lực tổng hợp của hai lực ${\overrightarrow{F}}_1$, ${\overrightarrow{F}}_2$ là một lực $\overrightarrow{F}$ có:

Trường hợp: hai lực thành phần cùng phương, cùng chiều

- Phương: cùng phương với hai lực thành phần.

- Chiều: cùng chiều với hai lực thành phần

- Độ lớn: F = F₁ + F₂

Trường hợp: hai lực thành phần cùng phương, ngược chiều

- Phương: cùng phương với hai lực thành phần.

- Chiều: $\overrightarrow{F}$ cùng chiều với lực thành phần lớn hơn.

- Độ lớn: F = |F₁ - F₂|

Câu hỏi 1 trang 57 Vật Lí 10: Cho hai lực đồng quy có độ lớn F₁ = 6 N và F₂ = 8 N.

Nếu hợp lực có độ lớn F = 10 N thì góc giữa hai lực ${\overrightarrow{F}}_1$ và ${\overrightarrow{F}}_2$ bằng bao nhiêu? Vẽ hình minh họa.

Lời giải:

Để xác định được mối liên hệ về phương, chiều của các lực thành phần và hợp lực ta sẽ dựa vào các trường hợp đặc biệt:

- Hai lực thành phần cùng phương, cùng chiều thì: F = F₁ + F₂ nhưng 10 ≠ 6 + 8

- Hai lực thành phần cùng phương, ngược chiều thì: F = |F₁ - F₂| nhưng 10 ≠ |6 - 8|

- Hai lực thành phần hợp với nhau một góc nào đó, ta sẽ thường để ý đến các góc đặc biệt như góc 60°; 90°

Ta có: 10 = $\sqrt{6^2+8^2}$ hay F = $\sqrt{F_1^2+F_2^2}$

⇒ ${\overrightarrow{F}}_1\perp {\overrightarrow{F}}_2$ hay góc giữa hai lực ${\overrightarrow{F}}_1$ và ${\overrightarrow{F}}_2$ bằng 90°

Câu hỏi 2 trang 57 Vật Lí 10: Giả sử lực kéo của mỗi tàu kéo ở đầu bài đều có độ lớn bằng 8000 N và góc giữa hai dây cáp bằng 30^o.

a) Biểu diễn các lực kéo của mỗi tàu và hợp lực tác dụng vào tàu chở hàng.

b) Tính độ lớn của hợp lực của hai lực kéo.

c) Xác định phương và chiều của hợp lực.

d) Nếu góc giữa hai dây cáp bằng 90^o thì hợp lực của hai lực kéo có phương, chiều và độ lớn như thế nào?

Lời giải:

a) 

b) Áp dụng quy tắc hình bình hành ta có:

F = $\sqrt{F_1^2+F_2^2+2F_1{F}_2\cos \alpha }$

= $\sqrt{{8000}^2+{8000}^2+\mathrm{2.8000.8000.}\cos {30}^o}$ ≈ 15455N

c) Đặt tên các đỉnh cho hình trên

Xét ∆ABC có AB = BC (do hai lực thành phần F₁ = F₂ = 8000N) nên ∆ABC là tam giác cân tại B. Suy ra $\widehat{CAB}=\widehat{ACB}$

Mặt khác $\widehat{DAC}=\widehat{ACB}$ tính chất góc so le trong ở trong hình bình hành ABCD.

⇒ $\widehat{DAC}=\widehat{CAB}=\frac{1}{2}\widehat{DAB}$ = 15°

Nên:

- Phương của hợp lực là phương xiên, hợp với phương nằm ngang một góc 15^o

- Chiều của hợp lực hướng về phía trước.

Hoặc có thể sử dụng định lí hàm số cosin trong tam giác ABC cũng có thể tính được.

d) Nếu góc giữa hai dây cáp bằng 90^o thì hợp lực của hai dây kéo có:

- Phương: phương xiên, hợp với phương nằm ngang một góc 45^o

- Chiều: hướng về phía trước

- Độ lớn: F = $\sqrt{F_1^2+F_2^2}$ = $\sqrt{{8000}^2+{8000}^2}$ ≈ 11314N

Lời giải bài tập Vật lí lớp 10 Bài 13: Tổng hợp và phân tích lực. Cân bằng lực Kết nối tri thức hay khác:

• Giải Vật Lí 10 trang 56

• Giải Vật Lí 10 trang 58

• Giải Vật Lí 10 trang 59

Xem thêm lời giải bài tập Vật lí lớp 10 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

• Bài 14: Định luật 1 Newton

• Bài 15: Định luật 2 Newton

• Bài 16: Định luật 3 Newton

• Bài 17: Trọng lực và lực căng

• Bài 18: Lực ma sát

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

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

---