19 bài tập Một số dạng toán thực tế liên quan đến Vectơ trong không gian (có lời giải)

Có ba lực cùng tác động vào một vật. Hai trong ba lực này hợp với nhau một góc 100o và có độ lớn lần lượt là 25 N và 12 N

Giải thích

Có ba lực cùng tác động vào một vật. Hai trong ba lực này hợp với nhau một góc 100o và có độ lớn lần lượt là 25 N và 12 N (ảnh 1)

Gọi F1 , F2 , F3 là ba lực tác động vào vật đặt tại điểm O lần lượt có độ lớn là 25 N, 12 N, 4 N.

Vẽ \[\overrightarrow {OA}  = \overrightarrow {{F_1}} ,\overrightarrow {OB}  = \overrightarrow {{F_2}} ,\overrightarrow {OC}  = {\overrightarrow F _3}.\]

Dựng hình bình hành OADB và hình bình hành ODEC.

Hợp lực tác động vào vật là

\[\overrightarrow F  = \overrightarrow {OA}  + \overrightarrow {OB}  + \overrightarrow {OC}  = \overrightarrow {OD}  + \overrightarrow {OC}  = \overrightarrow {OE} .\]

Áp dụng định lí côsin trong tam giác OBD, ta có

OD2 = BD2 + OB2 − 2 . BD . OB . \[cos\widehat {OBD}\]

        = OA2 + OB2 + 2 . OA . OB . cos 100o.

Vì OC ⊥ (OADB) nên OC ⊥ OD, suy ra ODEC là hình chữ nhật.

Do đó tam giác ODE vuông tại D.

          Ta có OE2  = OC2  + OD2  = OC2  + OA2  + OB2  + 2.OA OB.cos100o.

Suy ra \[OE = \sqrt {O{C^{2\;}} + O{A^{2\;}} + O{B^2}\; + 2.OA{\rm{ }}OB.cos{{100}^o}} \]\[ = \sqrt {{4^{2\;}} + {{25}^{2\;}} + {{12}^2}\; + 2.25.12.cos{{100}^o}}  \approx 26,092\]

Vậy độ lớn của hợp lực là F = OE ≈ 26 N.