Cánh cửa phẳng, hình chữ nhật, khối lượng m phân bố đều, chiều rộng là a, có thể quay quanh các bản lề gắn dọc theo mép chiều dài của cách cửa. Mômen quán tính của cánh cửa đối với trục quay này là:
Đáp án đúng: C
Câu hỏi liên quan
Mômen quán tính của một thanh mảnh, đồng chất, khối lượng m và chiều dài a đối với trục quay đi qua một đầu và vuông góc với thanh là:
I = (1/3)ma2
Vậy đáp án đúng là B.
Ta có phương trình định luật II Newton cho chuyển động của hình trụ:
\(P - T = ma\) (1)
Với P là trọng lực, T là lực căng dây, m là khối lượng hình trụ, a là gia tốc.
Phương trình mômen lực đối với trục hình trụ:
\(T.R = I\gamma\) (2)
Với R là bán kính hình trụ, I là mômen quán tính, \(\gamma\) là gia tốc góc.
Vì hình trụ rỗng, thành mỏng nên \(I = mR^2\)
Lại có \(a = \gamma R\) (3)
Thay vào (2) ta được:
\(T.R = mR^2 \dfrac{a}{R} \Rightarrow T = ma\) (4)
Thay (4) vào (1) ta được:
\(mg - ma = ma \Rightarrow mg = 2ma \Rightarrow a = \dfrac{g}{2} = \dfrac{10}{2} = 5 m/s^2\)
Phân tích chuyển động ném ngang:
- Vật có gia tốc trọng trường g hướng thẳng đứng xuống dưới.
- Gia tốc này được phân tích thành hai thành phần: gia tốc tiếp tuyến at (thay đổi độ lớn vận tốc) và gia tốc pháp tuyến an (thay đổi phương vận tốc).
- Vì chỉ có trọng lực tác dụng, gia tốc toàn phần của vật là g. Ta cần tìm an.
Tại thời điểm t:
- Vận tốc theo phương ngang: vx = v0 (không đổi)
- Vận tốc theo phương thẳng đứng: vy = gt
- Vận tốc tổng hợp: v = √(vx² + vy²) = √(v0² + (gt)²)
Gia tốc pháp tuyến an là thành phần của gia tốc trọng trường g vuông góc với phương vận tốc.
Gọi α là góc giữa phương ngang và phương vận tốc, ta có: tan(α) = vy/vx = gt/v0
Gia tốc pháp tuyến an = g.cos(90 - α) = g.sin(α)
sin(α) = vy/v = gt / √(v0² + (gt)²)
Vậy, an = g * (gt / √(v0² + (gt)²)) = (g²t) / √(v0² + (gt)²)
Vậy đáp án đúng là C.
