Một hòn đá khối lượng 500g được treo vào một điểm cố định bằng một sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể dài 2m. Quay dây sao cho hòn đá chuyển động trong mặt phẵng nằm ngang và thực hiện được 30 vòng trong một phút. Lấy g = 9,8m/s². Tính góc nghiêng của dây so với phương thẳng đứng và sức căng của sợi dây.

A. 60o, 10N

B. 50o, 20N

C. 30o, 20N

D. 700, 15N

Sai A là đáp án đúng Xem lời giải

Chính xác Xem lời giải

Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án

Môn: Vật Lý Lớp 10

Chủ đề: Chuyển động tròn

Bài: Lực hướng tâm và gia tốc hướng tâm

ZUNIA12

Lời giải:

Báo sai

Ta có: \( \overrightarrow {{F_{ht}}} = \overrightarrow P + \overrightarrow T \)

+ Chiếu lên phương ngang, chiều dương hướng về tâm của quỹ đạo:\( {F_{ht}} = m{\omega ^2}r = m{\omega ^2}l\sin \alpha = T\sin \alpha \to m{\omega ^2}l = T(1)\)

+ Ở đây\(\omega = 30 vòng/ph = 0,5 vòng/s =\pi rad/s.\)

+ Chiếu lên phương thẳng đứng, chiều dương hướng xuống:

\( 0 = P - T\cos \alpha = mg - T\cos \alpha \to T = \frac{{mg}}{{\cos \alpha }}(2)\)

+ Từ (2) và (1):

\( \to m{\omega ^2}l = \frac{{mg}}{{\cos \alpha }} \to \cos \alpha = \frac{g}{{{\omega ^2}l}} = \frac{1}{2} = \cos {60^0} \to \alpha = {60^0}\)

+ Sức căng sợi dây: \( T = \frac{{mg}}{{\cos \alpha }} = 10N\)

Câu hỏi liên quan

Một vật có khối lượng m = 20g đặt ở mép một chiếc bàn quay. Hỏi phải quay bàn với tần số lớn nhất là bao nhiêu để vật không văng ra khỏi bàn? Cho biết mặt bàn hình tròn, bán kính 1m, lực ma sát nghỉ cực đại bằng 0,08N.
Một vật nhỏ khối lượng 150 g chuyển động tròn đều trên quỹ đạo bán kính 1,5 m với tốc độ dài 2 m/s. Độ lớn lực hướng tâm gây ra chuyển động tròn của vật là
Một vật khối lượng m đặt trên đĩa quay đều với vận tốc gócω . Vật đã vạch nên đường tròn bán kính R. Vật đã chuyển động tròn nên lực đóng vai trò lực hứơng tâm là:
Một xe đua chạy quanh một đường tròn nằm ngang, bán kính 250m. Vận tốc xe không đổi có độ lớn là 50m/s. Khối lượng xe là 2.10³ kg . Lực hướng tâm tác dụng lên xe lúc này là
Một máy bay thực hiện một vòng nhào lộn bán kính 400m trong mặt phẳng thẳng đứng với vận tốc 540km/h. Tìm lực do người lái có khối lượng 60kg nén lên ghế ngồi ở điểm cao nhất của vòng nhào lộn.
Một quả cầu khối lượng 0,5 kg được buộc vào đầu của 1 sợi dây dài 0,5 m rồi quay dây sao cho quả cầu chuyển động tròn đều trong mặt phẳng nằm ngang và sợi dây làm thành một góc 30° so với phương thẳng đứng như hình vẽ. Lấy g = 9,8 m/s². Xác định tốc độ dài của quả cầu.
Một máy bay thực hiện một vòng nhào lộn bán kính 400m trong mặt phẳng thẳng đứng với vận tốc 540km/h. Tìm lực do người lái có khối lượng 60kg nén lên ghế ngồi ở điểm thấp nhất của vòng nhào lộn.
Một ôtô khối lượng 2,5 tấn chuyển động qua một cầu vượt với tốc độ không đổi 54km/h. Cầu vượt có dạng một cung tròn, bán kính 100m. Tính áp lực của ôtô của ô tô lên cầu tại điểm cao nhất của quả cầu. Lấy g = 9,8m/s².
Một vật nhỏ có khối lượng m = 0,1 kg được treo vào một đầu sợi dây nhẹ không dãn, đầu còn lại của sợi dây được buộc chặt vào điểm cố định O. Cho vật m chuyển động theo quỹ đạo tròn nằm trong mặt phẳng thẳng đứng với tâm O và bán kính r = 0,5 m (hình bên). Bỏ qua sức cản của không khí và lấy gia tốc rơi tự do g = 10 m/s^2. Cho biết vận tốc của vật khi đi qua vị trí cao nhất của quỹ đạo là v = 5 m/s. Lực căng của sợi dây khi vật đi qua vị trí cao nhất của quỹ đạo là
Ôtô chuyển động đều trên đường nằm ngang, qua cầu vồng lên và qua cầu võng xuống. Áp lực của ô tô lên mặt đường khi nào là lớn nhất?
Cho biết chu kì chuyển động của Mặt Trăng quanh Trái Đất là 27,32 ngày và khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng là 3,84.10⁸m. Hãy tính khối lượng của Trái Đất. Giả thiết quỹ đạo của Mặt Trăng là tròn.
Vòng xiếc là một vành tròn bán kính R = 15 m, nằm trong mặt phẳng thẳng đứng. Một người đi xe đạp trong vòng xiếc này, khối lượng cả xe và người là 100kg. Lấy g = 10 m/s². Biết tại điểm cao nhất, tốc độ của xe là v =15 m/s. Lực ép của xe lên vòng xiếc tại điểm thấp nhất gần nhất với giá trị nào sau đây?
Một vật có khối lượng 300g chuyển động tròn đều trong thời gian 1 phút đi được 120 vòng. Biết bán kính của quỹ đạo tròn là 10cm. Tìm lực hướng tâm tác dụng lên vật trong quá trình chuyển động?
Một máy bay thực hiện một vòng nhào lộn bán kính 400m trong mặt phẳng thẳng đứng với vận tốc 540km/h. Tìm lực do người lái có khối lượng 60kg nén lên ghế ngồi ở điểm cao nhất và thấp nhất của vòng nhào. Lấy g = 10m/s^2.
Một vật khối lượng m đặt trên đĩa quay đều với vận tốc góc . Vật đã vạch nên đường tròn bán kính R Nếu đứng trên hệ qui chiếu gắn với vật ta thấy vật nằm yên. Vậy lực quán tính có hướng và độ lớn là:
Một lò xo có độ cứng k, có chiều dài tự nhiên l₀ một đầu giữ cố định ở A đầu kia gắn vào quả cầu khối lượng m có thể trượt không ma sát trên thanh (Δ) nằm ngang. Thanh (Δ) quay đều với vận tốc góc ω quanh trục (Δ) thẳng đứng. Tính độ dãn của lò xo khi l₀ = 20cm, ω = 20π rad/s, m = 10g; k = 200N/m.
Một ô tô có khối lượng 2,5 tấn chuyển động với tốc độ 54 km/h đi qua một chiều cầu lồi có bán kính cong 1000m . Lấy g = 10 m/s². Áp lực của ô tô nén lên cầu khi ô tô ở vị trí mà đướng nối tâm quỹ đạo với ô tô tạo với phương thẳng đứng một góc 30^o là
Trong thang máy, một người có khối lượng 60 kg đứng yên trên một lực kế bàn. Lấy g = 10 m/s². Thang máy đi xuống nhanh dần đều với gia tốc a = 0,2 m/s², lực kế chỉ:
Lò xo k = 50N/m, l_o = 36cm treo vật m = 0,2kg có đầu trên cố định. Quay lò xo quanh một trục thẳng đứng qua đầu trên lò xo, m vạch một đường tròn nằm ngang hợp với trục lò xo góc 45^o. Tính số vòng quay trong 1 phút:
Một vật khối lượng 200g đặt trên mặt bàn quay và cách trục quay 40cm. Khi bàn quay với tốc độ 72 vòng/min thì vật vẫn nằm yên so với bàn. Tính độ lớn lực ma sát nghỉ của bàn tác dụng lên vật?