Giải chi tiết Câu 2.57 trang 31 Chủ đề 2. Lực và chuyển động SBT Vật lí 10 Cánh diều.
Câu hỏi/Đề bài:
Một học sinh kiểm tra lại quy tắc tổng hợp lực đồng quy bằng cách bố trí thí nghiệm với các quả cân, ròng rọc, dây nối và một vòng nhựa mảnh, nhẹ. Lúc đầu vòng được giữ như hình 2.15.
a. Giải thích tại sao khi vừa thả ra thì vòng chuyển động thẳng đứng xuống dưới.
b. Học sinh này đổi các quả cân có trọng lượng P vào dây treo 6 N thì hệ thống cân bằng khi thả ra. Tính P.
c. Thực hiện lại thí nghiệm trên để kiểm tra.
Lời giải:
a. Biểu diễn giản đồ vectơ như hình dưới.
Hệ thống sẽ cân bằng nếu vòng kim loại chịu tác dụng của các lực cân bằng trên mỗi phương, tức là: T3x = T1 và T3y = T2
Với góc nghiêng 530 được giữ lúc đầu thì:
T3x = T3 . cos53° = 5 . cos53° = 3 (N) = T1
T3y = T3 . sin53° = 5 . sin53° = 4 (N) < T2
Như vậy, khi vừa được thả ra thì vòng chịu tác dụng của hai lực cân bằng theo phương ngang, còn theo phương thẳng đứng thì hợp lực có chiều của lực T2 nên vòng sẽ chuyển động thẳng đứng xuống dưới.
b. Để hệ cân bằng khi thay T2 bằng P thì:
P = T3y = T3 . sin53° = 5 . sin53° = 4 (N)
c. Học sinh tự thực hiện thí nghiệm để kiểm tra