Giải SBT Vật lí 10 trang 45 Chân trời sáng tạo

Giải SBT Vật lí 10 trang 45 Chân trời sáng tạo

Bài 14.1 trang 45 SBT Vật lí 10: Tác dụng các lực $\overrightarrow{F}$có độ lớn như nhau vào cùng một vị trí trên vật nhưng khác hướng (Hình 14.3). Trường hợp nào moment của lực $\overrightarrow{F}$có tác dụng làm quay vật quanh O là lớn nhất? Giải thích.

Lời giải:

Đối với trục quay O, trường hợp a có moment của lực $\overrightarrow{F}$làm quay vật là lớn nhất vì độ dài cánh tay đòn lúc này là lớn nhất, trường hợp b có moment của lực $\overrightarrow{F}$làm quay vật là nhỏ nhất (bằng 0) vì lực có phương đi qua trục quay.

Bài 14.2 trang 45 SBT Vật lí 10: Xác định moment do lực $\overrightarrow{F}$có độ lớn 10 N tác dụng vuông góc lên cờ lê để làm xoay bu lông (Hình 14.4). Biết cờ lê có chiều dài 15 cm và khoảng cách từ điểm đặt của lực đến bu lông vào cỡ 11 cm.

Lời giải:

Moment lực: $M=F.d=10.0,11=1,1N.m$

Bài 14.3 trang 45 SBT Vật lí 10: Một xe cẩu có chiều dài cần trục l = 20 m và nghiêng 30⁰ so với phương thẳng đứng. Đầu cần trục có treo một thùng hàng nặng 2 tấn như Hình 14.5. Xác định moment lực do thùng hàng tác dụng lên đầu cần trục đối với trục quay đi qua đầu còn lại của cần trục gắn với thân máy. Lấy g = 9,8 m/s².

Lời giải:

Ta có:

$M=F.d=m.g.d=2000.9,\mathrm{8.20.}\sin 30°=196000N.m$

Bài 14.4 trang 45 SBT Vật lí 10: Biển quảng cáo của một quán cà phê được treo cân bằng nhờ một dây nằm ngang và dây còn lại hợp với trần một góc α như Hình 14.6.

a. Giữ cho một dây luôn căng và có phương nằm ngang, thay đổi vị trí và độ dài dây treo trên trần. Xác định điều kiện góc α để hệ có thể cân bằng.

b. Biển quảng cáo có trọng lượng là P, tính lực căng trên hai dây treo.

Lời giải:

a. Điểm treo chịu tác dụng của trọng lực $\overrightarrow{P}$hướng thẳng đứng xuống, lực căng dây $\overrightarrow{T_1}$và $\overrightarrow{T_2}$.

Để hệ cân bằng thì $\overrightarrow{P}+\overrightarrow{T_1}+\overrightarrow{T_2}=\overrightarrow{0}$. Ta thấy:

+ Trên phương (Oy), thành phần trọng lực $\overrightarrow{P}$hướng xuống luôn cân bằng với thành phần $\overrightarrow{T_{1y}}$hướng lên.

+ Trên phương (Ox), lực căng dây $\overrightarrow{T_2}$luôn căng và có phương nằm ngang nên thành phần $\overrightarrow{T_{1y}}$phải hướng theo chiều âm của trục (Ox).

Do đó, góc α phải thoả điều kiện: $0°<\alpha <90°$.

b. Áp dụng điều kiện cân bằng của hệ:

$\overrightarrow{P}+\overrightarrow{T_1}+\overrightarrow{T_2}=\overrightarrow{0}\left(*\right)$

Chiếu (*) lên (Ox) và (Oy): $\begin{array}{c}{T}_1.\sin \alpha =P\\ T_1.cos\alpha =T_2\end{array}$

Vậy $T_1=\frac{P}{\sin \alpha }$và $T_2=\frac{P}{tan\alpha }$