1 người có khối lượng 50kg ngồi trên đu quay đang cđ vs vận tốc 10m/s .Tính lực căng của sợi dây tại vị trí thấp nhất.Biết dây dài 2,5m và lấy g = 10m/s\(^2\)
Ghi hộ em công thức vs ạ tks
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Chọn mốc thế năng tại vị trí cân bằng: \(W_H=W_A\Rightarrow\dfrac{1}{2}mv_H^2=mgh_A\)
\(\Rightarrow h_A=\dfrac{v_H^2}{2g}=\dfrac{\left(2\sqrt{2}\right)^2}{2.10}=0,4\left(m\right)\)
Mà \(h_A=l-lcos\left(\alpha_0\right)\)
\(\Rightarrow0,4=0,8-0,8.cos\left(\alpha_0\right)\)
\(\Rightarrow cos\left(\alpha_0\right)=\dfrac{1}{2}\Rightarrow\alpha_0=60^o\)
Gọi điểm B là vị trí để \(W_đ=3W_t\)
Theo định luật bảo toàn cơ năng:
\(W_A=W_B\)
\(\Leftrightarrow mgh_A=W_{đB}+W_{tB}\)
\(\Leftrightarrow mgh_A=\dfrac{4}{3}W_{đB}\)
\(\Leftrightarrow gh_A=\dfrac{4}{3}.\dfrac{1}{2}v_B^2\)
\(\Leftrightarrow10.0,4=\dfrac{4}{6}.v_B^2\)
\(\Leftrightarrow v_B=\sqrt{6}\left(m/s\right)\)
Mà \(v_B=\sqrt{2gl\left(cos\left(\alpha_B\right)-cos\left(60^o\right)\right)}\)
\(\Rightarrow\sqrt{6}=\sqrt{2.10.0,8.\left(cos\left(\alpha_B\right)-0,5\right)}\)
\(\Rightarrow cos\left(\alpha_B\right)=\dfrac{7}{8}\)
Xét tại B theo định luật II Newton :
\(\overrightarrow{P}+\overrightarrow{T}=m.\overrightarrow{a}\)
Chiếu theo phương của dây
\(-Pcos\left(\alpha_B\right)+T_B=m\dfrac{v_B^2}{l}\)
\(\Rightarrow-0,2.10\dfrac{7}{8}+T_B=0,2.\dfrac{\left(\sqrt{6}\right)^2}{0,8}\)
\(\Rightarrow T=3,25N\)
a) Áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có:
\(p_t=p_s\)
\(\Rightarrow 0,02.400=(3,98+0,02).v_s\)
\(\Rightarrow v_s=2(m/s)\)
Gọi góc lệch cực đại của bao cát là \(\alpha_0\)
Cơ năng của bao cát sau va chạm: \(W_1=\dfrac{1}{2}mv_s^2\)
Cơ năng của bao cát ở vị trí góc lệch cực đại: \(W_2=mgh=mgl(1-\cos\alpha_0)\)
Bảo toàn cơ năng ta có: \(W_1=W_2\Rightarrow \cos\alpha_0=1- \dfrac{v_s^2}{2.gl}=1- \dfrac{2^2}{2.10.1}=0,8\)
\(\Rightarrow \alpha_0=36,87^0\)
b) Lực căng dây tại vị trí thấp nhất: \(T=mg(3\cos\alpha-2\cos\alpha_0 )=4.10(3.1-2.0,8 )=56(N)\)
c) Lực căng dây lớn nhất khi vật qua vị trí thấp nhất, và bằng 56 (N) < 70 (N)
Do vậy, dây không bị đứt.
tại vị trí thấy nhất
Fht=N-P\(\Rightarrow N=P+F_{ht}\)
\(\Leftrightarrow\dfrac{v^2}{R}.m+m.g=N\)\(\Rightarrow N=\)950N
Đáp án D
Phương pháp: Áp dụng công thức tính lực hướng tâm, động lực học cho vật nặng
Cách giải: Lực căng dây đóng vai trò lực hướng tâm tác dụng lên quả nặng của con lắc đơn, ta có:
a) Tốc độ dài:
\(v=r.\omega=0,5.8=4\left(m/s\right)\)
Chu kì:
\(T=\dfrac{2\pi}{\omega}=\dfrac{2\pi}{8}=\dfrac{1}{4}\pi\left(s\right)\)
Tần số:
\(f=\dfrac{1}{T}=\dfrac{1}{\dfrac{1}{4}\pi}\approx1,27\left(\text{vòng/s.}\right)\)
b) Lực hướng tâm:
\(F_{ht}=\dfrac{m.v^2}{r}=\dfrac{0,4.4^2}{0,5}=12,8\left(N\right)\)
c) Khi hòn đá ở điểm thấp nhất của quỹ đạo thì trọng lượng và lực căng dây đóng vai trò là lực hướng tâm:
\(F_{ht}=P+T\Leftrightarrow T=F_{ht}-P=12,8-mg=12,8-0,4.10=8,8\left(N\right)\)
Vẽ hình và chọn trục Oxy, chọn hệ quy chiếu gắn với vận
Theo định luật II Niuton có: \(\overrightarrow{P}+\overrightarrow{F_{qt}}+\overrightarrow{T}=\overrightarrow{0}\)
Chiếu các lực lên trục Oxy:
Oy: T=P+Fqt=P+\(\dfrac{mv^2}{l}=50.10+\dfrac{50.10^2}{2,5}=2500N\)