Bài 3.1 trang 33 Sách bài tập Vật lí 10 Nâng cao

Một hòn bi bằng sắt khối lượng 0,2kg được treo vào móc C nhờ một sợi dây mềm có khối lượng không đáng kể ( xem hình 3.2).

1.

a) Xác định những lực đặt lên hòn bi.

b) Phát biểu điều kiện cân bằng của hòn bi.

c) Tính giá trị của những lực đó và biểu diễn các lực đó với tỉ lệ 0,5cm tương ứng với 1 N.

2.

a) Người ta treo một lực kế giữa móc C và sợi dây. Lực kế chỉ lực nào ?

b) Đặt ở phía dưới hòn bi một nam châm. Sợi dây treo vẫn giữ đứng và lực kế chỉ 2,2 N. Hãy phát biểu điều kiện cân bằng của hòn bi với cùng tỉ lệ như câu trên.

Giải:

1.

a) Những lực đặt trên hòn bi gồm : lực căng của sợi dây \(\overrightarrow T \) hướng lên trên và trọng lực \(\overrightarrow P \) hướng xuống dưới.

b) Do hòn bi chỉ chịu tác dụng của hai lực cho nên điều kiện cân bằng của nó là

\(\overrightarrow T  + \overrightarrow P  = \overrightarrow 0 ,\) hay \(\overrightarrow T  =  - \overrightarrow P \)

Hai lực tác dụng có cùng độ lớn, cùng phương nhưng ngược chiều.

c) Từ công thức trên, ta có độ lớn của hai lực là T = P = 0,2.9,8 = 1,96 N.

2.

a) Lực kế đo giá trị của lực do sợi dây đặt trên móc C. Sợi dây có khối lượng không đáng kể, lực đó biểu thị lực căng của sợi dây tại mọi điểm của dây. Số chỉ của lực kế là 1,96 N.

b) Lực kế đo giá trị của lực căng của sợi dây, bây giờ bằng 2,2 N. Điều kiện cân bằng của hòn bi bây giờ là :

\(\overrightarrow T  + \overrightarrow F  + \overrightarrow {\rm{P}}  = \overrightarrow 0 .\)

Trong đó, \(\overrightarrow F \) là lực tác dụng của nam châm lên hòn bi.

Từ đó suy ra :

\(\overrightarrow T  =  - (\overrightarrow F  + \overrightarrow P )\)

Lực căng \(\overrightarrow T \) tăng lên, có giá trị lớn hơn trọng lực, do đó lực \(\overrightarrow F \) có phương thẳng đứng và hướng xuống dưới, cùng chiều với trọng lực \(\overrightarrow P \) ( Hình 3.1 G).

Sachbaitap.com