Một vật có khối lượng m = 20 g đặt ở mép một chiếc bàn quay. Hỏi phải quay bàn với tần số vòng lớn nhất bằng bao nhiêu để vật không văng ra khỏi bàn? Cho biết mặt bàn hình tròn, bán kính 1 m. Lực ma sát nghỉ cực đại bằng 0,08 N.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Ta có:
+ f = 1 T = ω 2 π → ω = 2 π f
+ Lực hướng tâm tác dụng vào vật: F h t = m ω 2 r = m 2 π f 2 r
+ Để vật không văng ra khỏi mặt bàn, ta phải có:
F h t = F m s n max ↔ m 2 π f 2 r = F m s n max → f 2 = F m s n max m 4 π 2 r = 0 , 08 20.10 − 3 .4 π 2 .1 = 0 , 101 → f ≈ 0 , 32 s − 1
Vậy muốn vật không bị văng ra khỏi mặt bàn thì tần số quay của bàn lớn nhất là: f = 0 , 32 s − 1
Đáp án: A
Chọn hệ quy chiếu gắn với mặt đất.
Áp dụng định luật II Niutơn:(do vật quay đểu nên tổng hợp lực là lực hướng tâm)
\(\overrightarrow{P}+\overrightarrow{N}+\overrightarrow{F_{ms}} = \overrightarrow{F_{ht}}\)
Chiếu hướng tâm phương trình trên ta được:
\(0+0+F_{ms} = F_{ht}\)
=> \(F_{ms} = ma_{ht}\)
Để vật không bị văng ra khi bàn quay thì
\(F_{ms} \leq F_{msn MAX}\)
=> \(ma_{ht} \leq 0.08N\)
=>\(m\omega ^2 R\leq 0.08N\)
=>\(\omega \leq \sqrt{\frac{0.08}{0.02.1}} = 2 rad/s.\)
Vậy để vật không bị văng ra khỏi mặt bàn thì tần số góc của bàn phải nhỏ hơn 2 rad/s.
Ta có:
+ f = 1 T = ω 2 π → ω = 2 π f
+ Lực hướng tâm tác dụng vào vật: F h t = m ω 2 r = m 2 π f 2 r
+ Để vật không văng ra khỏi mặt bàn, ta phải có:
F = F m s n max ↔ m 2 π f 2 r = F m s n max → f 2 = F m s n max m 4 π 2 r = 0 , 08 20.10 − 3 .4 π 2 .1 = 0 , 101 → f ≈ 0 , 32 s − 1
Vậy muốn vật không bị văng ra khỏi mặt bàn thì tần số quay của bàn lớn nhất là: f = 0 , 32 s − 1
=> Chu kì nhỏ nhất là: T min = 1 f max = 1 32 ≈ 3,12 ( s )
Đáp án: A
Để vật không bị văng ra khỏi bàn thì lực hướng tâm phải có giá trị bằng lực ma sát nghỉ:
Tần số vòng lớn nhất ứng với lực ma sát nghỉ cực đại:
Để vật không bị trượt ra khỏi bàn: F q t l t ≤ F m s
⇒ m ω 2 . r ≤ μ . N = μ . m . g
⇒ ω ≤ μ . g r = 2.10 0 , 8 = 5 r a d / s
Để vật không bị văng ra ngoài khỏi bàn thì: Fht ≤ Fmsn (max)
(Khi Fmsn (max) ≤ Fht thì vật bị văng)
Lực hướng tâm tác dụng vào vật:
(f là tần số quay của bàn)
Để vật không bị văng ra khỏi mặt bàn ta có:
Fht ≤ Fmsn ⇔ 8.10-2. 9,8596. f2 ≤ 8.10-2