Một "vòng xiếc" có phần dưới được uốn thành vòng tròn có bán kính R như hình vẽ. Một vật nhỏ khối lượng m được buông ra trượt không ma sát dọc theo vòng xiếc. Tìm độ cao tối thiểu h để vật có

Đáp án đúng là C

+ Chọn mốc thế năng tại mặt đất

+ Theo định luật bảo toàn cơ năng

W A = W M ⇒ m g h = 1 2 m v M 2 + m g z M ⇒ 1 2 m . v M 2 = m g ( h A − 2 R ) (1)

Mặt khác ta có:  P + N = m v M 2 R ⇒ N = m v M 2 R − m g

Để vật vẫn chuyển động trên vòng thì N ≥ 0:

⇒ m v M 2 R − m g ≥ 0 ⇒ 1 2 m v M 2 ≥ m g R 2 (2)

Từ (1) và (2) ta có:  m g ( h − 2 R ) ≥ m g R 2 ⇒ h ≥ 2 R + R 2 = 5 R 2

Nếu R = 20cm thì chiều cao là:  h ≥ 5 . 0 , 2 2 = 0 , 5 m = 5 0   c m