Bài 14.9, 14.10, 14.11 trang 35 SBT Vật lí 10

14.9.

Trong môn quay tạ, một vận động viên quay dây sao cho cả dây và tạ chuyển động gần như tròn đều trong mặt phẳng nằm ngang. Muốn tạ chuyển động trên đường tròn bán kính 2,0 m với tốc độ dài 2,0 m/s thì người ấy phải giữ dây với một lực bằng 10 N. Hỏi khối lượng của tạ bằng bao nhiêu ?

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức \({F_{ht}} = m{\omega ^2}r\)

Lời giải chi tiết:

Lực giữ dây của vận động viên đóng vai trò là lực hướng tâm

\({F_{ht}} = F = \displaystyle{{m{v^2}} \over r} \\\to m = \displaystyle{{Fr} \over {{v^2}}} = {{10.2} \over {{2^2}}} = 5(kg)\)

14.10.

Một quả cầu khối lượng 0,50 kg được buộc vào đầu của một sợi dây dài 0,50 m rồi quay dây sao cho quả cầu chuyển động tròn đều trong mặt phẳng nằm ngang và sợi dây làm thành một góc 30° so với phương thẳng đứng (H.14.1). Lấy g = 9,8 m/s². Xác định tốc đô dài của quả cầu.

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức \({F_{ht}} = \displaystyle{{m{v^2}} \over r}\)

Lời giải chi tiết:

Từ hình vẽ ta có

F_ht  = mgtanα

Mà  \({F_{ht}} = \displaystyle{{m{v^2}} \over r} = {{m{v^2}} \over {l\sin \alpha }}\)

Suy ra  \(\displaystyle{{m{v^2}} \over {l\sin \alpha }} = mg\tan \alpha \)

\(v = \sqrt {gl\sin \alpha tan\alpha } = \displaystyle\sqrt {{{9,8.0,5.0,5} \over {\sqrt 3 }}}\\ = 1,189 \approx 1,19(m/s)\)

14.11.

 Một ô tô khối lượng 2,5 tấn chuyển động qua một cầu vượt với tốc độ không đổi là 54 km/h. Cầu vượt có dạng một cung tròn, bán kính 100 m. Tính áp lực của ô tô lên cầu tại điểm cao nhất của cầu. Lấy g = 9,8 m/s².

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức \({F_{ht}} = \displaystyle{{m{v^2}} \over r}\)

Lời giải chi tiết:

Ta có F_ht= mg – N =  \(\displaystyle{{m{v^2}} \over r}\)

Suy ra  \(N = \displaystyle m\left( {g - {{{v^2}} \over r}} \right) \\= \displaystyle 2500\left( {9,8 - {{{{15}^2}} \over {100}}} \right) = 18875(N)\)