Quảng cáo
3 câu trả lời 229
Để tính lực căng của sợi dây ở điểm cao nhất của quỹ đạo, ta sử dụng công thức:
\[ T = m \cdot g + m \cdot a_c \]
Trong đó:
- \( T \) là lực căng của sợi dây.
- \( m \) là khối lượng của vật (200g = 0.2kg).
- \( g \) là gia tốc trọng trường (10 m/s²).
- \( a_c \) là gia tốc ly tâm.
Gia tốc ly tâm (\( a_c \)) được tính bằng công thức:
\[ a_c = \frac{{v^2}}{r} \]
Trong đó:
- \( v \) là vận tốc của vật.
- \( r \) là bán kính của quỹ đạo.
Vận tốc của vật (\( v \)) có thể được tính bằng công thức:
\[ v = r \cdot \omega \]
Trong đó:
- \( \omega \) là tốc độ góc.
Vậy ta có:
\[ v = r \cdot \omega = 0.5 \, \text{m} \times 3 \, \text{rad/s} = 1.5 \, \text{m/s} \]
\[ a_c = \frac{{1.5^2}}{0.5} = 4.5 \, \text{m/s}^2 \]
Giờ ta có thể tính lực căng của sợi dây ở điểm cao nhất:
\[ T = m \cdot g + m \cdot a_c = 0.2 \, \text{kg} \times 10 \, \text{m/s}^2 + 0.2 \, \text{kg} \times 4.5 \, \text{m/s}^2 = 2 \, \text{N} + 0.9 \, \text{N} = 2.9 \, \text{N} \]
Vậy lực căng của sợi dây ở điểm cao nhất của quỹ đạo là 2.9 N.
Để tính lực căng của sợi dây ở điểm cao nhất của quỹ đạo, ta sử dụng công thức:
Lực căng = Trọng lực + Lực ly tâm
Trọng lực = m.g = 0.2 kg x 10 m/s^2 = 2 N
Lực ly tâm = m.(v^2)/r
Trong đó:
- v là vận tốc của vật khi quay tròn, v = r.ω
- r là bán kính quỹ đạo, r = 0.5 m
- ω là tốc độ góc, ω = 3 rad/s
v = r.ω = 0.5 m x 3 rad/s = 1.5 m/s
Lực ly tâm = 0.2 kg x (1.5 m/s)^2 / 0.5 m = 0.9 N
Vậy lực căng của sợi dây ở điểm cao nhất của quỹ đạo là:
Lực căng = 2 N + 0.9 N = 2.9 N
Vậy lực căng của sợi dây ở điểm cao nhất của quỹ đạo là 2.9 N.
$ T = F_c - W $
$ T = m \cdot r \cdot \omega^2 - m \cdot g $
$ T = 0.2 \cdot 0.5 \cdot 3^2 - 0.2 \cdot 10 $
$ T = 0.2 \cdot 0.5 \cdot 9 - 2 $
$ T = 0.9 - 2 $
$ T = -1.1 \text{ N} $
Tuy nhiên, lực căng không thể có giá trị âm, điều này chỉ ra rằng với các giá trị đã cho, vật sẽ không thể duy trì được vị trí ở điểm cao nhất của quỹ đạo mà không rơi xuống do trọng lực lớn hơn lực hướng tâm. Để vật có thể chuyển động tròn đều ở điểm cao nhất, tốc độ góc cần phải lớn hơn giá trị đã cho.
Quảng cáo
Bạn cần hỏi gì?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
150419 -
97575
-
Hỏi từ APP VIETJACK
Đã trả lời bởi chuyên gia
59053
