Bài tập lực hướng tâm có lời giải năm 2024
Trong chuyên đề Vật lý 10 VnDoc mời các bạn cùng tham khảo bài Bài tập Lực hướng tâm dạng 2 nhằm nắm rõ được cách tính áp lực của vật tại điểm cao nhất của vòng cầu môn Lý 10. Dạng 2: Tính áp lực của vật tại điểm cao nhất của vòng cầu
- Bước 1: Xác định véc tơ lực hướng tâm: Vẽ hình, Tìm tất cả các lực tác dụng vào vật chuyển động tròn, Tổng hợp các lực đó theo phương bán kính hướng vào tâm (Tổng hợp véc tơ hay dùng phương pháp chiếu) đó là lực hướng tâm. - Bước 2: Viết biểu thức tính độ lớn lực hướng tâm theo m và aht - Bước 3: Đồng nhất biểu thức lực và biểu thức độ lớn tìm ẩn số. Cụ thể với bài toán tính áp lực vật tại điểm cao nhất của vòng cầu thì: Cầu vồng lên: N = P – Fht = mg – maht = 0 xe bay khỏi mặt cầu, mặt dốc. * Chuyển độngcủa xe đi vào khúc quanh:(mặt đường phải làm nghiêng) lực hướng tâm là hợp lực của phản lực N→ và trọng lực P→ Bài tập vận dụng Bài 1: Một xe có khối lượng m = 1 tấn chuyển động qua một chiếc cầu vồng nên với vận tốc v = 10 m/s. Bán kính cong của cầu R = 50 m. Tìm áp lực của xe nên cầu vồng tại :
Hướng dẫn: Xe lên cầu với gia tốc a : P→ + N→ = m.aht→ (1) Chiếu (1) nên bán kính ứng với vị trí của xe ta có: Pcosα − N = maht
Bài 2: Một ô tô, khối lượng 2,5 tấn chuyển động qua một cầu vượt với vận tốc không đổi là 54 km/h. Cầu vượt có dạng một cung tròn, bán kính 100 m. Tính áp lực của ô tô lên cầu tại điểm cao nhất của cầu. Lấy g = 9,8 m/s2 Hướng dẫn: Ta có: R = 100 m m = 2500 kg v = 15 m/s Tại điểm cao nhất lực ép của xe lên cầu là: Bài 3: Một máy bay thực hiện vòng nhào lộn bán kính 400 m trong mặt phẳng đứng với vận tốc 540 km/h. Lây g = 10 m/s2
Hướng dẫn:
Tại điểm cao nhất áp lực của người lái nén lên ghế ngồi là: Tại điểm thấp nhất áp lực của người lái nén lên ghế ngồi là:
Vậy Bài 4: Vòng xiếc là một vành tròn bán kính R = 8 m, nằm trong mặt phẳng thẳng đứng. Một người đi xe đạp trên vòng xiếc này, khối lượng cả xe và người là 80 kg. Lấy g = 9,8 m/s2 tính lực ép của xe lên vòng xiếc tại điểm cao nhất với vận tốc tại điểm này là v = 10 m/s. Hướng dẫn: Ta có: R = 8 m m = 80 kg v = 10 m/s Tại điểm cao nhất lực ép của xe lên vòng xiếc là: Bài 5: Một ô tô khối lượng 2.5 tấn chuyển động đều qua một đoạn cầu vượt (coi là cung tròn) với vận tốc 54 km/h. Biết bán kính cong của đoạn cầu vượt là 50 m. Lấy g = 9,8 m/s2, bỏ qua ma sát. Hãy xác định áp lực của ô tô lên cầu khi đi qua điểm giữa cầu trong 2 trường hợp:
Hướng dẫn: m = 2500 kg v = 54 km/h = 15 m/s g = 9.8 m/s2 R = 50 m
Câu 1: Một ô tô có khối lượng là 1200 kg chuyển động đều qua một đoạn cầu vượt dạng cung tròn với tốc độ là 36 km/h. Biết bán kính cong của đoạn cầu vượt là 50m. Lấy g = 10 m/s2. Áp lực của ô tô tác dụng vào mặt đường tại điểm cao nhất là?
Lời giải Chọn C Câu 2: Chọn câu sai:
Lời giải Chọn C Câu 3: Ở những đoạn đường vòng mặt đường được nâng lên một bên. Việc làm này nhằm nào kể sau đây?
Lời giải Chọn B Câu 4: Một tài xế điều khiển một ô tô có khối lượng 1000 kg chuyển động quanh vòng tròn có bán kính 100 m nằm rên một mặt phẳng nằm ngang với vận tốc có độ lớn là 10 m/s. Lực ma sát cực đại giữa lốp xe và mặt đường là 900 N. Ô tô sẽ:
Lời giải Chọn B Câu 5: Trong thang máy một người cóc khối lượng 60 kg đứng yên rên một lực kế bàn. Lấy g = 10 m/s2. Thang máy đi xuống nhanh dần đều với gia tốc a = 0.2 m/s2. Lực kế chỉ:
Lời giải *Tính áp lực của ô tô 4 tấn đi qua điểm giữa cầu với tốc độ 72 km/h, lấy g = 10 m/s2. Trả lời câu 6-7-8 dưới đây. Câu 6: Tính áp lực của ô tô khi qua cầu phẳng.
Lời giải Cầu phẳng: Fht = 0; N = P = mg = 40000 N Câu 7: Tính áp lực của ô tô khi đi qua cầu cong lồi bán kính 100 m
Lời giải Cầu cong lồi: Fht = P – N ⇒ N = P – Fht = mg – mv2r = 24000 N. Câu 8: Tính áp lực của ô tô khi đi qua cầu cong lõm bán kính 200 m.
Lời giải Cầu cong lõm: - Fht = P – N ⇒ N = Fht + P = mg + mv2/r = 56000 N. Câu 9: Người đi xe đạp khối lượng tổng cộng 60kg trên vòng xiếc bán kính 6,4m phải đi qua điểm cao nhất với vận tốc tối thiểu bằng bao nhiêu để không rơi? Xác định lực nén lên vòng khi xe qua điểm cao nhất với vận tốc 10 m/s.
Lời giải Tại điểm cao nhất: Fht = P + Q ⇒ Q = Fht – P = mv2/R – mg Để xe đi qua được điểm cao nhất không rơi N = Q ≥ 0 ⇒ v ≥ √(gR) = 8 m/s v = 10 m/s ⇒ Q = mv2/R – mg = 337.5 N Câu 10: Một người đi xe đap̣ trên vòng xiếc bán kính 10m.Phải đi qua điểm cao nhất của vòng với vận tốc tối thiểu bằng bao nhiêu để khỏi rơi? Cho g = 10 m/s2.
Lời giải Để người không rơi ra khỏi vòng xiếc thì: Fht = P = mg = mv2/r ⇒ v = 10 m/s Câu 11: Một xe chạy qua cầu vồng , bán kính 40 m, xe phải chạy với vận tốc bao nhiêu để tại điểm cao nhất xe không đè lên cầu lực nào? Cho g = 10 m/s2.
Lời giải Khi ở vị trí cao nhất. Áp lực bằng: N = Fht + P Suy ra về độ lớn ta có: mg = mv2/r ⇒ v = 20 m/s Câu 12: Chọn phát biểu sai
Lời giải Chọn C Câu 13: Điều nào sau đây là đúng khi nói về lực tác động lên vật chuyển động tròn đều:
Lời giải Chọn D Câu 14: Khi vật chuyển động tròn đều thifd lực hướng tâm là:
Lời giải Chọn B Câu 15: Một xe có khối lượng m = 700 kg chuyển động qua một chiếc cầu vồng nên với vận tốc v = 15 m/s. Bán kính cong của cầu R = 68.2 m. Tìm áp lực của xe nên cầu vồng tại điểm cao nhất cầu. |