Phát biểu nào sai đây là sai khi nói về chuyển động tròn biến đổi đều của chất điểm?

Khi bánh xe đạp lăn không trượt trên đường nằm ngang, một điểm trên vành bánh xe (ví dụ như đầu van xe) sẽ vạch ra một đường cong đặc biệt gọi là đường xycloid. Đường xycloid được tạo ra bởi một điểm nằm trên đường tròn khi đường tròn đó lăn không trượt trên một đường thẳng. Các đáp án khác (tròn, thẳng, elíp) không mô tả đúng quỹ đạo chuyển động của đầu van xe trong trường hợp này.

Phát biểu sai là D. Khi hai vật kim loại mang điện dương và âm chạm nhau, các electron sẽ di chuyển từ vật âm sang vật dương. Nếu số lượng điện tích dương và âm bằng nhau, chúng sẽ trung hòa điện. Tuy nhiên, nếu số lượng điện tích khác nhau, vật sẽ mang điện tích theo dấu của điện tích có số lượng lớn hơn.

Để tính lực tương tác giữa hai điện tích điểm, ta sử dụng định luật Coulomb:

\(F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2}\)

Trong đó:

• \(F\) là độ lớn của lực tương tác (N)
• \(k = 9 \times 10^9 Nm^2/C^2\) là hằng số Coulomb
• \(q_1\) và \(q_2\) là độ lớn của hai điện tích (C)
• \(r\) là khoảng cách giữa hai điện tích (m)

Thay số vào công thức:

\(q_1 = 3\mu C = 3 \times 10^{-6} C\)

\(q_2 = 12\mu C = 12 \times 10^{-6} C\)

\(r = 30 cm = 0.3 m\)

\(F = 9 \times 10^9 \frac{|3 \times 10^{-6} \times 12 \times 10^{-6}|}{0.3^2} = 9 \times 10^9 \frac{36 \times 10^{-12}}{0.09} = 9 \times 10^9 \times 4 \times 10^{-10} = 3.6 N\)

Vậy lực tương tác giữa hai điện tích là 3,6 N.

Phân tích câu hỏi:

• Câu hỏi yêu cầu tìm điểm tương đồng giữa lực tĩnh điện và lực hấp dẫn giữa hai hạt alpha.

Phân tích các đáp án:

• Đáp án A: Cả hai lực đều tuân theo định luật bình phương nghịch đảo, tức là tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai hạt (F ~ 1/r^2). Đây là một điểm tương đồng quan trọng.
• Đáp án B: Lực hấp dẫn không phụ thuộc vào môi trường ngăn cách giữa hai vật. Lực tĩnh điện có sự phụ thuộc vào hằng số điện môi của môi trường.
• Đáp án C: Lực hấp dẫn luôn là lực hút. Lực tĩnh điện có thể là lực hút hoặc lực đẩy, phụ thuộc vào điện tích của các hạt. Vì hai hạt alpha đều mang điện tích dương, lực tĩnh điện giữa chúng là lực đẩy.
• Đáp án D: Vì đáp án A đúng, nên đáp án này sai.

Kết luận:

• Đáp án A là đáp án đúng nhất vì nó thể hiện một điểm tương đồng cơ bản giữa lực tĩnh điện và lực hấp dẫn: sự phụ thuộc vào khoảng cách theo định luật bình phương nghịch đảo.