Một quả cầu khối lượng được buộc vào đầu của một sợi dây dài
20/20
Một quả cầu khối lượng m=500 g được buộc vào đầu của một sợi dây dài m=500 g rồi quay dây sao cho quả cầu chuyển động tròn đều trong mặt phẳng nằm ngang và sợi dây làm thành một góc α=45o so với phương thẳng đứng. Lấy g=10 m/s2.
a) Tính độ lớn lực hướng tâm tác dụng vào quả cầu.
b) Tính tốc độ của quả cầu.
Giải thích
a) Vật chịu tác dụng của 2 lực : Trọng lực P→ và lực căng T→ của sợi dây. Hợp lực của hai lực này hướng vào tâm quỹ đạo tạo thành lực hướng tâm: Fht→=T→+P→.
Ta có: Fht=Ptanα=mgtanα=0,5⋅10⋅tan45∘=5 N.
b) Tốc độ của quả cầu là
Fht=mv2r=mv2lsinα⇒mv2lsinα=mgtanα⇒v=glsinα⋅tanα≃1,88 m/s