Vật 400g buộc vào sợi dây không dãn người ta quay tròn vật trong mặt phẳng thẳng đứng. Dây dài 50cm, tốc độ góc 8rad/s. Tính lực căng của sợi dây ở điểm cao nhất của quỹ đạo? Lấy g = 10m/ s 2
A. 7,7 N
B. 8,8 N
C. 9,9 N
D. 6,6 N
vật 400g buộc vào sợ dây không dãn , người ta quay tròn vật trong mặt phẳng thẳng đứng dây dài 50cm , tốc độ góc 8rad/s lấy g=10m/sᒾ a) tính tốc độ , chu kì , tần số . b) tính lực hướng tâm c) tính lực căng của sợi dây ở điểm cao nhất và điểm thấp nhất của quỹ đạo
a) Tốc độ dài:
\(v=r.\omega=0,5.8=4\left(m/s\right)\)
Chu kì:
\(T=\dfrac{2\pi}{\omega}=\dfrac{2\pi}{8}=\dfrac{1}{4}\pi\left(s\right)\)
Tần số:
\(f=\dfrac{1}{T}=\dfrac{1}{\dfrac{1}{4}\pi}\approx1,27\left(\text{vòng/s.}\right)\)
b) Lực hướng tâm:
\(F_{ht}=\dfrac{m.v^2}{r}=\dfrac{0,4.4^2}{0,5}=12,8\left(N\right)\)
c) Khi hòn đá ở điểm thấp nhất của quỹ đạo thì trọng lượng và lực căng dây đóng vai trò là lực hướng tâm:
\(F_{ht}=P+T\Leftrightarrow T=F_{ht}-P=12,8-mg=12,8-0,4.10=8,8\left(N\right)\)
Một người buộc một hòn đá khối lượng 400g vào đầu một sợi dây rồi quay trong mặt phẳng thẳng đứng. Hòn đá chuyển động trên đường tròn bán kính 50cm với tốc độ góc không đổi 8rad/s. Lấy g = 10m/ s 2 . Lực căng của sợi dây ở điểm thấp nhất của quỹ đạo là:
A. 8,4N
B. 33,6N
C. 16,8N
D. 15,6N
Khi hòn đá ở điểm thấp nhất của quỹ đạo thì trọng lượng và lực căng dây đóng vai trò là lực hướng tâm.
F h t ¯ = P → + T →
= > F h t = P − T = > T = P + F h t = m g + m ω 2 r
= 0,4.10 + 0,4.8 2 .0,5 = 16,8 N
Đáp án: C
Một người buộc một hòn đá vào đầu một sợi dây rồi quay dây trong mặt phẳng thẳng đứng. Hòn đá có khối lượng 0,4kg chuyển động trên đường tròn bán kính 0,5m với tốc độ không đổi 8rad/s. Hỏi lực căng của dây khi hòn đá ở đỉnh của đường tròn ?
A. 8,88N
B. 12,8N
C. 3,92N
D. 15,3N
Chọn đáp án A
Khi hòn đá ở đỉnh của đường tròn thì trọng lực và lực căng dây đóng vai trò là lực hướng tâm:
Fht = P + T
→ T = Fht - P
T = mω2r – mg
= 0,4.05 – 0,4.9,8 = 8,88 N.
Một xô nước(coi như chất điểm) có khối lượng tổng cộng là 2 kg được buộc vào sợi dây dài 0,8m. Ta quay dây với vận tốc góc 45 vòng/phút trong mặt phẳng đứng. Tính lực căng của dây khi xô đi qua điểm cao nhất và điểm thấp nhất của quỹ đạo.
Chọn hệ quy chiếu gắn với Trái Đất, các lực tác dụng lên xô nước gồm: trọng lực và lực căng dây, hợp lực của hai lực này đóng vai trò là lực hướng tâm.
Ở mỗi vị trí, ta đều chọn chiều dương hướng vào tâm.
+) Khi vật ở vị trí cao nhất: P + T = Fht = mw2R
=> lực căng dây T = m (w2R - G)
Chú ý : f = 45 vòng/phút = 0,75 vòng / giây
Thay số ta được: T = 2[(2.3,14.0,75)2.0,8 - 9,8] = 15,9 N
+) Khi vật ở vị trí thấp nhất: -P + T = Fht = mw2R
=> lực căng dây T = m (w2R - G)
Thay số ta được : 2.[(2.3,14.0,75)2 . 0,8 + 9,8] = 55,1 N
Một người buộc một hòn đá vào đầu một sợi dây rồi quay dây trong mặt phẳng thẳng đứng. Hòn đá có khối lượng 0,4 kg, chuyển động trên đường tròn bán kính 0,5 m với tốc độ góc không đổi 8 rad/s. Lấy g = 10 m . s 2 . Hỏi lực căng của dây khi hòn đá ở đỉnh của đường tròn?
A. 8,8 N.
B. 10,5 N.
C. 12,8 N.
D. 19,6 N.
+ Các lực tác dụng lên vật khi đó gồm trọng lực P → và lực căng dây T →
+ Vì vật chuyển động tròn đều nên
=> Chọn A.
(2,50 điểm):
Một sợi dây không dãn, chiều dài L = 0,5 m, khối lượng không đáng kể, một đầu giữ cố định ở O cách mặt đất 10m, còn đầu kia buộc vào viên bi nặng. Cho viên bi quay tròn đều trong mặt phẳng thẳng đứng với tốc độ góc ω = 10 rad/s. Khi dây nằm ngang và viên bi đang đi xuống thì dây bị đứt. Lấy g = 10 m/ s 2 . Tính vận tốc của viên bi khi chạm đất.
t 2
Tốc độ dài của viên bi lúc dây đứt là: v 0 = ω.L = 10.0,5 = 5 m/s
Chọn trục Ox thẳng đứng hướng xuống gốc O tại vị trí viên bi khi bị đứt dây, gốc thời gian là lúc dây bị đứt.
Sau đó bi chuyển động như vật được thẳng đứng hướng xuống. Phương trình chuyển động của viên bi là:
Khi viên bi chạm đất thì: x = 10 m → v 0 .t + 0,5.g. t 2 = 10
Giải phương trình ta được: t = 1s (loại nghiệm âm)
Vận tốc viên bi lúc chạm đất là: v = v 0 + g.t = 15 m/s
Một người buộc một hòn đá vào đầu một sợi dây rồi quay dây trong mặt phẳng đứng. Hòn đá có khối lượng 0,4 kg chuyển động trên đường tròn bán kính 0,5 m với tốc độ góc không đổi 8 rad/s. Lấy g = 9 , 8 m / s 2 . Lực căng của dây khi hòn đá ở đỉnh của đường tròn là
A. 8,88 N
B. 12,8 N
C. 10,5 N
D. 19,6 N
Một sợi dây không dãn, chiều dài L = 0 , 5 m , khối lượng không đáng kể, một đầu giữ cố định ở O cách mặt đất 10m, còn đầu kia buộc vào viên bi nặng. Cho viên bi quay tròn đều trong mặt phẳng thẳng đứng với tốc độ góc ω = 10 r a d / s . Khi dây nằm ngang và viên bi đang đi xuống thì dây bị đứt. Lấy g = 10 m / s 2 . Vận tốc của viên bi khi chạm đất là
A. 10m/s
B. 15m/s
C. 20m/s
D. 30m/s
Chọn B.
Tốc độ dài của viên bi lúc dây đứt là: v0 = ω.L = 10.0,5 = 5 m/s
Chọn trục Ox thẳng đứng hướng xuống gốc O tại vị trí viên bi khi bị đứt dây, gốc thời gian là lúc dây bị đứt.
Sau đó bi chuyển động như vật được thẳng đứng hướng xuống. Phương trình chuyển động của viên bi là:
Khi viên bi chạm đất thì: x = 10 m → v0.t + 0,5.g.t2 = 10
Giải phương trình ta được: t = 1s (loại nghiệm âm)
Vận tốc viên bi lúc chạm đất là: v = v0 + g.t = 15 m/s
Một vật nhỏ khối lượng m = 100g gắn vào 1 sợi dây mảnh đầu kia sợi dây giữ cố định cho vật chuyển động tròn đều trong mặt phẳng thẳng đứng với bán kính quỹ đạo 0,5m. Biết tốc độ của vật tại điểm cao nhất là 5m/s . tìm sức căng ở vị trí đó