Một quả cầu nặng m = 100 g được treo ở đầu một sợi dây nhẹ, không co dãn

Ngọc Nguyễn Ngày: 05-04-2023 Tổng hợp kiến thức

477

Top 1000 câu hỏi thường gặp môn Vật lí có đáp án (phần 6) hay nhất được biên soạn và chọn lọc giúp bạn ôn luyện và đạt kết quả cao trong bài thi môn Vật lí.

Một quả cầu nặng m = 100 g được treo ở đầu một sợi dây nhẹ, không co dãn

Bài 26: Một quả cầu nặng m = 100 g được treo ở đầu một sợi dây nhẹ, không co dãn, dài l = 1 m (đầu kia của dây cố định). Truyền cho quả cầu ở vị trí cân bằng một vận tốc đầu v₀ theo phương ngang. Khi dây treo nghiêng góc α =30⁰ so với phương thẳng đứng thì gia tốc của quả cầu có phương ngang. Cho g = 10 m/s², bỏ qua mọi ma sát.

a) Tìm vận tốc v₀.

b) Tính lực căng dây và vận tốc của vật tại vị trí có góc lệch a = 40⁰.

Lời giải

a. Khi dây treo nghiêng góc $α = 30^{0}$ so với phương thẳng đứng, vật M chịu tác dụng của các lực như hình vẽ. Do gia tốc có phương ngang nên

T . cos 30⁰ = m.g (1)

Mặt khác, xét theo phương hướng tâm MO ta có:

$T - m g . c o s 30^{0} = \frac{m v^{2}}{ℓ}$ (2) (Với v là vận tốc của vật tại M)

Từ (1) và (2) suy ra: $v^{2} = \frac{g ℓ}{2 \sqrt{3}} (3)$

Áp dụng ĐLBT cơ năng cho hệ khi vật ở vị trí M và khi vật ở vị trí cân bằng ta được:

$v_{0}^{2} = v^{2} + 2 g ℓ (1 - c o s 30^{0}) = \frac{12 - 5 \sqrt{3}}{6} g ℓ$

$\Rightarrow v_{0} = 2, 36 m / s$

b. Áp dụng ĐLBT cơ năng cho hệ khi vật ở vị trí $α = 40^{0}$ và khi vật ở vị trí cân bằng ta được:

$v_{0}^{2} = v^{2} + 2 g ℓ (1 - c o s 40^{0})$ $\Rightarrow v = \sqrt{v_{0}^{2} - 2 g ℓ (1 - c o s 40^{0})} \approx 0, 94 m / s$

Xét theo phương sợi dây ta có:

T = m.g.cos40⁰ + $\frac{m v^{2}}{ℓ}$ = 0,1.10.cos40⁰ + $\frac{0, 1.0, 94^{2}}{1} = 0, 86 N$

Từ khóa :

Giải bài tập

Đánh giá

0 đánh giá

Đánh giá

Bài viết cùng môn học

Vật lí Tổng hợp kiến thức

Một nhà sinh vật học khi vừa ra khỏi rừng thì phát hiện ra một con gấu hung dữ ở phía sau lưng Nguyễn Trang

262

Vật lí Tổng hợp kiến thức

Hãy giải thích: Tại sao bề mặt vợt bóng bàn, găng tay thủ môn, thảm rải trên bậc lên xuống Nguyễn Trang

339

Vật lí Tổng hợp kiến thức

Điểm đứng yên trong giao thoa sóng là gì Nguyễn Trang

312

Vật lí Tổng hợp kiến thức

Tại sao chạy lấy đà trước, ta lại nhảy được xa hơn là đứng tại chỗ nhảy ngay Nguyễn Trang

335