Đề kiểm tra 15 phút - Đề số 2 - Chương 3 - Vật lí 10

Đề bài

Câu 1: Nêu điều kiện cân bằng của một vật rắn chịu tác dụng bởi ba lực không song song. Viết biểu thức.

Câu 2: Một quả cầu có trọng lượng P = 40N được treo vào tường nhờ một sợi dây hợp với mặt tường một góc \(\alpha  = {30^0}\). Bỏ qua ma sát ở chỗ tiếp xúc giữa quả cầu và tường. Hãy xác định lực căng của dây và phản lực của tường tác dụng lên quả cầu (hình vẽ).

Câu 3: Đòn bẩy AB dài 50cm nhẹ, cứng như hình vẽ:

Đầu A của đòn bẩy treo một vật có trọng lượng 30 N. Khoảng cách từ đầu A đến trục quay O là 20 cm. Muốn đòn bẩy AB cân bằng thì đầu B của đòn bẩy phải treo vật có trọng lượng là bao nhiêu? 

Lời giải chi tiết

Câu 1:

- Điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của ba lực không song song là:

+ Ba lực đó phải có giá đồng phẳng, đồng quay (tức là ba lực nằm trong cùng một mặt phẳng và có giá cắt nhau tại cùng một điểm).

+ Hợp lực của hai lực phải cân bằng với lực thứ ba.

- Biểu thức:

\(\begin{array}{l}\overrightarrow {{F_1}}  + \overrightarrow {{F_2}}  =  - \overrightarrow {{F_3}} \\hay:\overrightarrow {{F_1}}  + \overrightarrow {{F_2}}  + \overrightarrow {{F_3}}  = \overrightarrow 0 \end{array}\) 

Câu 2:

Quả cầu chịu tác dụng của ba lực: \(\overrightarrow P ,\overrightarrow N ,\overrightarrow T \)

Khi quả cầu nằm cân bằng ta có:

\(\overrightarrow P  + \overrightarrow N  + \overrightarrow T  = \overrightarrow 0  \Leftrightarrow \overrightarrow P  + \overrightarrow N  =  - \overrightarrow T  \\\Leftrightarrow \overrightarrow P  + \overrightarrow N  = \overrightarrow {T'} \)

Từ hình vẽ ta có: \(\cos \alpha  = \frac{P}{{T'}} \Rightarrow T' = \frac{P}{{\cos \alpha }} = \frac{{40}}{{\cos {{30}^0}}} \approx 46,2N\)

Vì T = T’ nên lực căng của dây là 46,2N

Phản lực của tường tác dụng lên quả cầu là:

\(N = P.\tan \alpha  = 40.\tan {30^0} = 23,1N\)

Câu 3:

Vật cần treo vào đầu B có trọng lượng là P_B.

Theo quy tắc mômen ta có:

\(\begin{array}{l}{M_1} = {M_2} \Leftrightarrow {P_A}.{d_A} = {P_B}.{d_B} \Leftrightarrow 30.20 = {P_B}.30\\ \Rightarrow {P_B} = 20N\end{array}\)