Một cuộn chỉ đặt trên bàn ngang. Người ta kéo đầu dây chỉ bằng một lực \(\overrightarrow F\) có hướng như hình 3.16. Hỏi cuộn chỉ sẽ chuyển động theo chiều nào?

Đáp án đúng: B
Để xác định chiều chuyển động của cuộn chỉ, ta cần xem xét đến điều kiện lăn không trượt. Khi kéo sợi chỉ, lực kéo \(\overrightarrow F\) sẽ tạo ra một moment xoắn đối với tâm của cuộn chỉ. Moment này có xu hướng làm cuộn chỉ quay. Đồng thời, lực kéo cũng tác dụng trực tiếp lên cuộn chỉ, tạo ra một lực tịnh tiến.
Xét vị trí tác dụng của lực kéo so với tâm của cuộn chỉ. Nếu phương của lực kéo đi qua tâm của cuộn chỉ, cuộn chỉ sẽ chỉ chuyển động tịnh tiến. Nếu phương của lực kéo không đi qua tâm của cuộn chỉ, cuộn chỉ sẽ vừa chuyển động tịnh tiến, vừa chuyển động quay.
Trong trường hợp này, ta thấy rằng phương của lực \(\overrightarrow F\) không đi qua tâm của cuộn chỉ. Vì vậy, cuộn chỉ sẽ vừa chuyển động tịnh tiến, vừa chuyển động quay.
Để xác định chiều chuyển động, ta xét đến điểm tiếp xúc giữa cuộn chỉ và mặt bàn. Điểm này được gọi là tâm quay tức thời. Do có ma sát giữa cuộn chỉ và mặt bàn, cuộn chỉ sẽ lăn không trượt. Điều này có nghĩa là vận tốc của điểm tiếp xúc phải bằng 0.
Nếu kéo sợi chỉ theo hướng như hình vẽ, lực kéo sẽ có xu hướng làm cuộn chỉ quay theo chiều kim đồng hồ. Để điểm tiếp xúc có vận tốc bằng 0, cuộn chỉ phải chuyển động sang phải.
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!





