Dùng một lực F nằm ngang kéo quả cầu con lắc cho dây treo lệch khỏi phương thẳrig đứng một góc a = 30 ° (H.9.5). Biết trọng lượng của quả cầu là 20 N, hãy tính lực F và lực căng T của dây.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
a) Chọn gốc thế năng trọng trường tại C ( Hình 92).
Theo định luật bảo toàn cơ năng: W A = W M
Vận tốc của m tại một điểm trên quỹ đạo ( ứng với góc lệch α )
Vận tốc v sẽ đạt cực đại khi cos α = 1 hay α = 0 .
b) Phương trình chuyển động của m: P → + T → = m a →
Chiếu phương trình lên phương bán kính đi qua M, chiều dương hướng vào điểm treo:
Thay vào phương trình của T ta được:
Lực căng dây tại M ( ứng với góc lệch: T = m g 3 cos α - 2 cos α 0
Lực căng T đạt cực đại khi cos α = 1 hay α = 0 : T = m g 3 - 2 cos α 0
Đáp án C
Tốc độ và lực căng dây tại vị trí có góc lệch α
v = 2 g l cos α - cos α 0 = 1 , 52 m . s - 1 T = m g 3 cos α - 2 cos α 0 = 1 , 198 N
1/2.m v 2 m a x = mgl(1 - cos α 0 )
F - mg = m v 2 m a x /l ⇒ F = m(g + v 2 m a x /l)
F = 0,05(9,8 + 2 , 3 2 /2) ≈ 0,62N
Do quả cầu nằm cân bằng dưới tác dụng của ba lực nên ta có: P → + F → + T → = 0 →
Suy ra F → + T → = - P → = P ' →
Từ hình vẽ ta có
F = P'tan α = Ptan α = 20.1/ 3 ≈ 11,5(N)
T = 2F ≈ 23(N)