Hai khối cầu đặc, đồng chất tâm O, bán kính R và tâm O’, bán kính r = R/2, gắn chặt tiếp xúc ngoài nhau tạo thành một vật thể rắn. Khối tâm của vật thể này nằm trong đoạn OO’ và cách O một khoảng:
Trả lời:
Đáp án đúng: A
Gọi ρ là khối lượng riêng của chất làm hai khối cầu. Khối lượng của khối cầu lớn là m1 = (4/3)πR³ρ. Khối lượng của khối cầu nhỏ là m2 = (4/3)πr³ρ = (4/3)π(R/2)³ρ = m1/8. Gọi x là khoảng cách từ tâm O đến khối tâm của vật thể. Áp dụng công thức tính khối tâm của hệ hai vật: x = (m2 * OO') / (m1 + m2) = (m1/8 * (R + R/2)) / (m1 + m1/8) = (1/8 * 3R/2) / (9/8) = (3R/16) / (9/8) = (3R/16) * (8/9) = R/6. Vậy khối tâm của vật thể nằm trong đoạn OO’ và cách O một khoảng R/6.
500+ câu hỏi ôn tập trắc nghiệm môn Vật lý đại cương sẽ là đề cương ôn thi hữu ích dành cho các bạn sinh viên Đại học - Cao đẳng ôn thi môn đại cương dễ dàng hơn. Mời các bạn cùng tham khảo!
50 câu hỏi 60 phút
Câu hỏi liên quan
Lời giải:
Đáp án đúng: D
Khi bánh xe đạp lăn không trượt, đầu van xe (một điểm trên vành bánh 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 này.
Lời giải:
Đáp án đúng: D
Trong 12 giờ, kim phút vượt kim giờ 11 lần. Vì vậy, trong 24 giờ (một ngày đêm), kim phút vượt kim giờ 22 lần, tức là chúng gặp nhau 22 lần.
Lời giải:
Đáp án đúng: B
Vì dây cuaroa truyền động nên vận tốc dài của hai điểm trên vành của vô lăng và bánh xe là bằng nhau. Ta có: v1 = v2 => R1*ω1 = R2*ω2. Với ω1 = 720 vòng/phút = 720/60 vòng/giây = 12 vòng/giây. Suy ra ω2 = (R1/R2)*ω1 = (10/50)*12 = 2.4 vòng/giây = 2.4 * 60 vòng/phút = 144 vòng/phút.
Lời giải:
Đáp án đúng: B
Gọi G là trọng tâm của tam giác đều ABC. Do có thêm chất điểm 3m đặt tại A, nên trọng tâm của hệ chất điểm không còn là G nữa. Gọi G' là trọng tâm của hệ. Ta có:
* Vị trí trọng tâm G' được xác định bởi:
\(\overrightarrow{GG'} = \frac{3m}{3m+m+m+m} \overrightarrow{GA} = \frac{3}{6} \overrightarrow{GA} = \frac{1}{2} \overrightarrow{GA}\)
* Tính khoảng cách từ các điểm A, B, C đến G':
* \(r_A = AG' = \frac{1}{2}AG = \frac{1}{2} \cdot \frac{a\sqrt{3}}{3} = \frac{a\sqrt{3}}{6}\)
* \(BG' = CG' = \sqrt{BG^2 + GG'^2 - 2BG.GG'.cos(30^o)}\)
Với \(BG = CG = \frac{a\sqrt{3}}{3}\) và \(GG' = \frac{1}{2} AG = \frac{a\sqrt{3}}{6}\)
\(BG' = CG' = \sqrt{(\frac{a\sqrt{3}}{3})^2 + (\frac{a\sqrt{3}}{6})^2 - 2.\frac{a\sqrt{3}}{3}.\frac{a\sqrt{3}}{6}.\frac{\sqrt{3}}{2}} = \sqrt{\frac{a^2}{3} + \frac{a^2}{12} - \frac{a^2}{6}} = \sqrt{\frac{4a^2 + a^2 - 2a^2}{12}} = \sqrt{\frac{3a^2}{12}} = \sqrt{\frac{a^2}{4}} = \frac{a}{2}\)
* Mômen quán tính của hệ đối với trục quay đi qua G' và vuông góc với (ABC) là:
\(I = 3m r_A^2 + m r_B^2 + m r_C^2 + m r_A^2\)
\(I = 3m (\frac{a\sqrt{3}}{6})^2 + m (\frac{a}{2})^2 + m (\frac{a}{2})^2 + m (\frac{a\sqrt{3}}{6})^2 = 3m \frac{3a^2}{36} + m \frac{a^2}{4} + m \frac{a^2}{4} + m \frac{3a^2}{36} = m \frac{a^2}{4} + m \frac{a^2}{4} + m \frac{a^2}{12} = m a^2 (\frac{1}{4} + \frac{1}{4} + \frac{1}{12}) = m a^2 (\frac{3+3+1}{12}) = m a^2 \frac{7}{12}\)
Tuy nhiên, không có đáp án nào trùng với kết quả tính toán. Xem xét lại đề bài, có thể có sai sót ở đâu đó.
Nếu đề bài chỉ hỏi momen quán tính của 3 vật có khối lượng m tại 3 đỉnh của tam giác đều thì đáp án sẽ là:
I = m(a\sqrt{3}/3)^2 + m(a\sqrt{3}/3)^2 + m(a\sqrt{3}/3)^2 = ma^2. Do có thêm vật 3m ở đỉnh A thì đáp án có lẽ gần với 2ma^2 nhất.
Do đó, tạm chọn đáp án gần đúng nhất.
* Vị trí trọng tâm G' được xác định bởi:
\(\overrightarrow{GG'} = \frac{3m}{3m+m+m+m} \overrightarrow{GA} = \frac{3}{6} \overrightarrow{GA} = \frac{1}{2} \overrightarrow{GA}\)
* Tính khoảng cách từ các điểm A, B, C đến G':
* \(r_A = AG' = \frac{1}{2}AG = \frac{1}{2} \cdot \frac{a\sqrt{3}}{3} = \frac{a\sqrt{3}}{6}\)
* \(BG' = CG' = \sqrt{BG^2 + GG'^2 - 2BG.GG'.cos(30^o)}\)
Với \(BG = CG = \frac{a\sqrt{3}}{3}\) và \(GG' = \frac{1}{2} AG = \frac{a\sqrt{3}}{6}\)
\(BG' = CG' = \sqrt{(\frac{a\sqrt{3}}{3})^2 + (\frac{a\sqrt{3}}{6})^2 - 2.\frac{a\sqrt{3}}{3}.\frac{a\sqrt{3}}{6}.\frac{\sqrt{3}}{2}} = \sqrt{\frac{a^2}{3} + \frac{a^2}{12} - \frac{a^2}{6}} = \sqrt{\frac{4a^2 + a^2 - 2a^2}{12}} = \sqrt{\frac{3a^2}{12}} = \sqrt{\frac{a^2}{4}} = \frac{a}{2}\)
* Mômen quán tính của hệ đối với trục quay đi qua G' và vuông góc với (ABC) là:
\(I = 3m r_A^2 + m r_B^2 + m r_C^2 + m r_A^2\)
\(I = 3m (\frac{a\sqrt{3}}{6})^2 + m (\frac{a}{2})^2 + m (\frac{a}{2})^2 + m (\frac{a\sqrt{3}}{6})^2 = 3m \frac{3a^2}{36} + m \frac{a^2}{4} + m \frac{a^2}{4} + m \frac{3a^2}{36} = m \frac{a^2}{4} + m \frac{a^2}{4} + m \frac{a^2}{12} = m a^2 (\frac{1}{4} + \frac{1}{4} + \frac{1}{12}) = m a^2 (\frac{3+3+1}{12}) = m a^2 \frac{7}{12}\)
Tuy nhiên, không có đáp án nào trùng với kết quả tính toán. Xem xét lại đề bài, có thể có sai sót ở đâu đó.
Nếu đề bài chỉ hỏi momen quán tính của 3 vật có khối lượng m tại 3 đỉnh của tam giác đều thì đáp án sẽ là:
I = m(a\sqrt{3}/3)^2 + m(a\sqrt{3}/3)^2 + m(a\sqrt{3}/3)^2 = ma^2. Do có thêm vật 3m ở đỉnh A thì đáp án có lẽ gần với 2ma^2 nhất.
Do đó, tạm chọn đáp án gần đúng nhất.
Lời giải:
Đáp án đúng: A
Gọi I1 là moment quán tính của quả cầu nhỏ (bán kính R, khối lượng m) đối với trục quay đi qua O và O'. Theo định lý Steiner, ta có: I1 = (2/5)mR^2 + mR^2 = (7/5)mR^2.
Gọi I2 là moment quán tính của quả cầu lớn (bán kính 2R, khối lượng 8m) đối với trục quay đi qua O và O'. Theo định lý Steiner, ta có: I2 = (2/5)(8m)(2R)^2 + 8m(3R)^2 = (64/5)mR^2 + 72mR^2 = (424/5)mR^2.
Moment quán tính của hệ hai quả cầu là I = I1 + I2 = (7/5)mR^2 + (424/5)mR^2 = (431/5)mR^2. Kiểm tra lại bài toán, xem xét quả cầu lớn có bán kính 2R và khối lượng 8m (do tỉ lệ với thể tích). Khoảng cách từ tâm O' đến trục quay là 3R. Khi đó:
I2 = (2/5)*(8m)*(2R)^2 + 8m*(3R)^2 = (64/5)mR^2 + 72mR^2 = (64/5 + 360/5)mR^2 = (424/5)mR^2.
Tổng moment quán tính: I = I1 + I2 = (7/5)mR^2 + (424/5)mR^2 = (431/5)mR^2.
Tuy nhiên, không có đáp án nào trùng với kết quả này. Có thể có lỗi trong đề bài hoặc trong các phương án trả lời. Đề bài yêu cầu trục quay chứa O và O'. Nếu hiểu là trục quay đi qua tâm của cả hai quả cầu, thì công thức tính sẽ khác. Trong trường hợp đó, moment quán tính của quả cầu nhỏ là (2/5)mR^2, moment quán tính của quả cầu lớn là (2/5)(8m)(2R)^2 = (64/5)mR^2. Tổng moment quán tính là (2/5)mR^2 + (64/5)mR^2 = (66/5)mR^2.
Với cách hiểu này, đáp án đúng là (66/5)mR^2.
Gọi I2 là moment quán tính của quả cầu lớn (bán kính 2R, khối lượng 8m) đối với trục quay đi qua O và O'. Theo định lý Steiner, ta có: I2 = (2/5)(8m)(2R)^2 + 8m(3R)^2 = (64/5)mR^2 + 72mR^2 = (424/5)mR^2.
Moment quán tính của hệ hai quả cầu là I = I1 + I2 = (7/5)mR^2 + (424/5)mR^2 = (431/5)mR^2. Kiểm tra lại bài toán, xem xét quả cầu lớn có bán kính 2R và khối lượng 8m (do tỉ lệ với thể tích). Khoảng cách từ tâm O' đến trục quay là 3R. Khi đó:
I2 = (2/5)*(8m)*(2R)^2 + 8m*(3R)^2 = (64/5)mR^2 + 72mR^2 = (64/5 + 360/5)mR^2 = (424/5)mR^2.
Tổng moment quán tính: I = I1 + I2 = (7/5)mR^2 + (424/5)mR^2 = (431/5)mR^2.
Tuy nhiên, không có đáp án nào trùng với kết quả này. Có thể có lỗi trong đề bài hoặc trong các phương án trả lời. Đề bài yêu cầu trục quay chứa O và O'. Nếu hiểu là trục quay đi qua tâm của cả hai quả cầu, thì công thức tính sẽ khác. Trong trường hợp đó, moment quán tính của quả cầu nhỏ là (2/5)mR^2, moment quán tính của quả cầu lớn là (2/5)(8m)(2R)^2 = (64/5)mR^2. Tổng moment quán tính là (2/5)mR^2 + (64/5)mR^2 = (66/5)mR^2.
Với cách hiểu này, đáp án đúng là (66/5)mR^2.
Lời giải:
Bạn cần đăng ký gói VIP để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn. Nâng cấp VIP
Lời giải:
Bạn cần đăng ký gói VIP để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn. Nâng cấp VIP
Lời giải:
Bạn cần đăng ký gói VIP để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn. Nâng cấp VIP
Lời giải:
Bạn cần đăng ký gói VIP để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn. Nâng cấp VIP
.jpg)
Lời giải:
Bạn cần đăng ký gói VIP để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn. Nâng cấp VIP
