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 \({v_0}\) theo phương ngang. Khi dây treo nghiêng góc \[\alpha {\rm{ }} = {30^0}\;\]so với phương thẳng đứng thì gia tốc của quả cầu có phương ngang. Cho \[g{\rm{ }} = {\rm{ }}10{\rm{ }}m/{s^2}\], bỏ qua mọi ma sát.
a) Tìm vận tốc \[{v_0}\].
b) Tính lực căng dây và vận tốc của vật tại vị trí có góc lệch \[\alpha = {40^0}\].
Câu hỏi trong đề: 2020 câu Trắc nghiệm tổng hợp Vật lí 2023 có đáp án !!
Quảng cáo
Trả lời:
Giải bởi Vietjack
a. Khi dây treo nghiêng góc \[\alpha = {30^{0\;}}\]so với phương thẳng đứng, vật M chịu tác dụng của các lực như hình vẽ. Do gia tốc có phương ngang nên \[T{\rm{ }}.{\rm{ }}cos{\rm{ }}{30^0}\; = {\rm{ }}m.g\;\](1)
Mặt khác, xét theo phương hướng tâm MO ta có:
\[T - mg.cos{30^0} = \frac{{m{v^2}}}{\ell }\](2) (Với v là vận tốc của vật tại M)
Từ (1) và (2) suy ra: \[{v^2} = \frac{{g\ell }}{{2\sqrt 3 }}\](3)
Áp dụng ĐLBT cơ năng cho hệ khi vật ở vị trí M và khi vật ở vị trí cân bằng ta được:
\[v_0^2 = {v^2} + 2g\ell (1 - cos{30^0}) = \frac{{12 - 5\sqrt 3 }}{6}g\ell \]\[ \Rightarrow {v_0} = 2,36m/s\]
b. Áp dụng ĐLBT cơ năng cho hệ khi vật ở vị trí \[\alpha = {40^0}\]và khi vật ở vị trí cân bằng ta được:
\[v_0^2 = {v^2} + 2g\ell (1 - cos{40^0})\]\[ \Rightarrow v = \sqrt {v20 - 2g\ell (1 - cos{{40}^0})} \approx 0,94m/s\]
Xét theo phương sợi dây ta có:
\[T{\rm{ }} = {\rm{ }}m.g.cos{40^0}\; + \frac{{m{v^2}}}{\ell } = 0,1.10.c{\rm{os 4}}{{\rm{0}}^0} + \frac{{0,1.0,{{94}^2}}}{1} = 0,86{\mkern 1mu} N\]
Hot: Giáo án năng lực số, PPT AI khởi động lớp 1-12 (Update 2026) (chỉ từ 150k). Tải ngay
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Lời giải
Ta có: \[x = - 50 + 20t(km/h)\]
Suy ra: \[v = 20km/h\]
Quãng đường đi được của chất điểm sau 2h là: \[s = v.t = 20.2 = 40(km)\]
Câu 2
Lời giải
+ Gia tốc chậm dần đều:\[a = \frac{{{v_2} - {v_1}}}{{{t_2} - {t_1}}} = \frac{{0 - 5}}{{90 - 75}} = - \frac{1}{3}m/{s^2}\]
+ Quãng đường đi được trong giai đoạn chuyển động thẳng chậm dần đều là:
\[{v^2} - v_0^2 = 2aS \to S = \frac{{{v^2} - v_0^2}}{{2a}} = \frac{{{0^2} - {5^2}}}{{2.\left( { - \frac{1}{3}} \right)}} = 37,5m\]
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Nhắn tin Zalo
Hỏi bài tập