Một chiếc thuyền máy đang được lái về phía tây dọc theo một con sông. Lực đẩy gây ra bởi động cơ là 560 N hướng về phía tây. Lực ma sát giữa thuyền và mặt nước là 180 N, lực cản của không khí lên thuyền là 60 N hướng về phía đông (Hình 19.2).
a) Biểu diễn các lực tác dụng lên thuyền theo phương ngang.
b) Xác định lực tổng hợp tác dụng lên thuyền máy theo phương ngang.
Theo công thức tổng hợp lực ta có: \(\overrightarrow F = \overrightarrow {{F_d}} + \overrightarrow {{F_c}} + \overrightarrow {{F_{ms}}} \)
Chọn chiều (+) là chiều chuyển động của thuyền (từ Đông sang Tây). Chiếu phương trình lên chiều (+).
a) Biểu diễn các lực tác dụng lên thuyền theo phương ngang như hình vẽ.
b) Theo công thức tổng hợp lực ta có: \(\overrightarrow F = \overrightarrow {{F_d}} + \overrightarrow {{F_c}} + \overrightarrow {{F_{ms}}} \)
Chọn chiều (+) là chiều chuyển động của thuyền (từ Đông sang Tây). Chiếu phương trình lên chiều (+).
Ta được: F = Fd – Fc – Fms = 560 – 180 – 60 = 320 N.
Các bài tập cùng chuyên đề
a) Bằng cảm nhận trực giác, em thử đoán xem độ lớn của lực cản phụ thuộc vào những yếu tố nào?
b) Em hãy tìm những thí nghiệm để chứng minh cho những dự đoán của em.
1. Trong hình ở phần mở đầu bài học, ô tô nào chịu lực cản nhỏ hơn?
2. Nêu thêm một số ví dụ chứng tỏ lực cản của không khí liên quan đến hình dạng và tốc độ của vật.
Quan sát Hình 19.2 và thảo luận để làm sáng tỏ về lực cản của nước phụ thuộc vào hình dạng của các vật chuyển động trong nước như thế nào?
1. Chuồn chuồn có thể bay lượn trong không trung. Tại sao chúng không bị rơi xuống đất do trọng lực (Hình 19.5b)?
2. Biểu diễn các lực tác dụng lên một khí cầu đang lơ lửng trong không khí (Hình 19.5a).
3. Hình 19.6 biểu diễn các vectơ lực tác dụng lên một máy bay đang bay ngang ở độ cao ổn định với tốc độ không đổi. Nếu khối lượng tổng cộng của máy bay là 500 tấn thì lực nâng có độ lớn bao nhiêu?
4. Nêu những điểm khác biệt giữa lực cản và lực nâng?
Quan sát hình 2.1 và cho biết người nào tác dụng lực đẩy, người nào tác dụng lực kéo lên cái tủ?
Hãy biểu diễn lực tác dụng của mỗi người lên tủ.
Quan sát hình 2.1 và cho biết người nào tác dụng lực đẩy, người nào tác dụng lực kéo lên cái tủ?
Hãy biểu diễn lực tác dụng của mỗi người lên tủ.
Tốc độ ổn định của vật rơi phụ thuộc vào trọng lượng, hình dạng và kích thước mặt ngoài của vật. Đối với côn trùng, lực cản của không khí lớn hơn nhiều so với trọng lượng của chúng, do đó tốc độ ổn định của chúng khá thấp. Côn trùng có thể bị cuốn lên trời hàng km do các luồng không khí bốc lên. Sau đó, chúng rơi trở lại Trái Đất mà không bị thương.
Hãy lấy một ví dụ tương tự.
Chế tạo hệ thống dù để thả một quả trứng từ độ cao 10 m xuống đất mà trứng không vỡ. Các nội dung cần báo cáo sau thử nghiệm:
- Khoảng thời gian chuyển động của hệ thống dù để quả trứng không vỡ khi chạm đất.
- Hình dạng và kích thước của hệ thống dù
Thực hiện thí nghiệm thả rơi hai tờ giấy giống nhau như Hình 12.4, trong đó một tờ được vo tròn và một tờ được để phẳng. So sánh chuyển động của hai tờ giấy này và dự đoán nguyên nhân dẫn đến sự khác nhau đó.
Quan sát Hình 12.6, kết hợp với kết quả thí nghiệm nghiên cứu của dự án để chỉ ra khi vật có hình dạng nào thì lực cản không khí lên vật là lớn nhất và nhỏ nhất.
Ngoài các ví dụ được đề cập, hãy tìm hiểu và trình bày ứng dụng của sự tăng hay giảm sức cản không khí theo hình dạng vật trong đời sống. (Gợi ý: Có thể tham khảo các hiện tượng trong Hình 12.7).
Xét một vật rơi trong không khí có đồ thị tốc độ rơi theo thời gian được biểu diễn trong Hình 12.2.
a) Vẽ hình và biểu diễn các lực tác dụng lên vật tại thời điểm t1 , t2 .
b) Xác định độ lớn hợp lực tác dụng lên vật tại thời điểm t2 .
Hãy vẽ lực cản của không khí hoặc nước tác dụng lên các vật trong các trường hợp được mô tả trong Hình 12P.1.
Hãy nêu tên một số lực mà em đã biết hoặc đã học trong môn Khoa học tự nhiên.
Hãy nêu một số ví dụ cho thấy lực cản của không khí và của nước phụ thuộc vào hình dạng của vật.
Khi một người nhảy dù thì lực không khí tác dụng lên dù là lực cản hay lực nâng?
Gọi tên các lực sau:
Khi ném một quả cầu lông theo phương thẳng đứng lên cao trong không khí, hãy biểu diễn các lực tác dụng lên quả cầu lông khi nó
a) di chuyển lên trên.
b) rơi xuống dưới.
Nếu em thả rơi một hòn đá lớn và một hòn đá nhỏ từ đỉnh một toà nhà cao tầng thì hòn đá nào sẽ chạm đất trước? Hãy giải thích câu trả lời của em.
Một chiếc xe ô tô có khối lượng tổng cộng người và xe là 550 kg đang chuyển động trên mặt đường nằm ngang. Biết lực đẩy gây ra bởi động cơ tác dụng lên ô tô là 300 N và tổng lực cản của môi trường lên ô tô là 200 N. Biểu diễn hai lực trên tác dụng lên ô tô và tính gia tốc của ô tô.
Lực đẩy tối đa có thể tác dụng lên một chiếc xe thể thao để nó chuyển động trên mặt đường nằm ngang là 500 N. Biết lực cản của không khí tác dụng lên xe phụ thuộc vào vận tốc (v) theo công thức F = 0,2v2. Hãy xác định tốc độ tối đa của xe.
Trên Hình 19.1 biểu diễn các vectơ lực tác dụng lên một máy bay đang bay ngang ở độ cao ổn định với tốc độ không đổi. Nếu khối lượng tổng cộng của máy bay là 77 tấn thì lực nâng có độ lớn bằng bao nhiêu? Lấy g= 10 m/s2.
Một xe ô tô có khối lượng 1,2 tấn tắt máy và hãm phanh. Xe chuyển động chậm dần đều cho đến khi dừng lại thì đi được quãng đường 96 m. Biết quãng đường xe đi được trong giây đầu tiên gấp 15 lần quãng đường xe đi được trong giây cuối. Xác định độ lớn của hợp lực tác dụng vào xe trong quá trình chuyển động chậm dần đều.
Chọn câu phát biểu đúng
A. Lực là nguyên nhân làm biến đổi chuyển động của một vật.
B. Lực là nguyên nhân duy trì chuyển động của một vật.
C. Nếu không có lực tác dụng vào vật thì vật không chuyển động.
D. Không cần có lực tác dụng thì vật vẫn chuyển động nhanh dần được.
