Bài 18.4, 18.5, 18.6 trang 44 SBT Vật lí 10

18.4.

Một bàn đạp có trọng lượng không đáng kể, có chiều dài OA = 20 cm, quay dễ dàng quanh trục O nằm ngang (H.18.4). Một lò xo gắn vào điểm giữa C. Người ta tác dụng lên bàn đạp tại điểm A một lực F vuông góc với bàn đạp và có độ lớn 20 N. Bàn đạp ở trạng thái cân bằng khi lò xo có phương vuông góc với OA và bị ngắn đi một đoạn 8 cm so với khi không bị nén. Lực của lò xo tác dụng lên bàn đạp và độ cứng của lò xo là

A. 40 N ; 50 N/m.                    

B. 10 N ; 125 N/m.

C. 40 N ; 5 N/m.                      

D. 40 N ;500 N/m.

Phương pháp giải:

Sử dụng lí thuyết về điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định (qui tắc momen): muốn cho một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng, thì tổng các momen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng các momen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều ngược chiều kim đồng hồ.

Lời giải chi tiết:

Áp dụng qui tắc momen, ta có: \({F_{dh}}.OC = F.OA\)

\( \to {F_{dh}} = F.\dfrac{{OA}}{{OC}} = 20.2 = 40N\)

Lại có:

\({F_{dh}} = k.\Delta x \\\to k = \dfrac{{{F_{dh}}}}{{\Delta x}} = \dfrac{{40}}{{0,08}} = 500N/m\)

Chọn đáp án D 

18.5.

Một cần cẩu nâng một thanh AB đồng chất trọng lượng P. Tại vị trí thanh bê tông được giữ cân bằng như hình 18.5 thì lực căng của dây nâng là:

A. \(P\cos \dfrac{\alpha }{2}\)

B. \(P\sin \dfrac{\alpha }{2}\)

C. \(P\tan \dfrac{\alpha }{2}\)

D. \(\dfrac{P}{2}\)

Phương pháp giải:

Sử dụng lí thuyết về điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định (qui tắc momen): muốn cho một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng, thì tổng các momen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng các momen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều ngược chiều kim đồng hồ.

Lời giải chi tiết:

Áp dụng qui tắc momen lực, ta có: \(P.OA = F.AB\)

\( \to F = P.\dfrac{{OA}}{{AB}} = P.\dfrac{1}{2}\)

Chọn đáp án D 

18.6.

Một người nâng một tấm gỗ đồng chất, tiết diện đều, có trọng lượng P = 200 N. Người ấy tác dụng một lực F vào đầu trên của tấm gỗ để giữ cho nó hợp với mặt đất một góc a = 30°. Tính độ lớn của lực trong hai trường hợp :

a) Lực F vuông góc với tấm gỗ (H.18.5a).

b) Lực F hướng thẳng đứng lên trên (H_.18.5b).

Phương pháp giải:

Sử dụng lí thuyết về điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định (qui tắc momen): muốn cho một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng, thì tổng các momen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng các momen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều ngược chiều kim đồng hồ.

Lời giải chi tiết:

Áp dụng điều kiện cân bằng của thanh đối với trục quay tại điểm tiếp xúc với sàn ta có M_F = M_P

a.  \(Fl = \displaystyle P{l \over 2}\cos {30^0} \\\to F = \displaystyle{{P\sqrt 3 } \over 4} = {{200\sqrt 3 } \over 4} = 86,6(N)\)

b.  \(Fl\cos {30^0} = \displaystyle P{l \over 2}\cos {30^0} \\\to F = \displaystyle{P \over 2} = 100(N)\)