Môn Lý - Lớp 10
50 bài tập cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và của ba lực không song song mức độ vận dụng
Câu hỏi
Một quả cầu có trọng lượng P = 40N được treo vào tường nhờ một sợi dây hợp với mặt tường một góc α = 30o. Bỏ qua ma sát ở chỗ tiếp xúc giữa quả cầu và tường. Hãy xác định lực căng của dây và phản lực của tường tác dụng lên quả cầu (hình vẽ):
- A \(T = 23,1N;{\rm{ }}N = 46,2N\)
- B \(T = N = 23,1N\)
- C \(T = N = 46,2N\)
- D \(T = 46,2N;N = 23,1N\)
Phương pháp giải:
Điều kiện cân bằng của một chất điểm là hợp lực của các lực tác dụng lên nó phải bằng 0:
\(\overrightarrow F = \overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} + ... = \overrightarrow 0 \)
Lời giải chi tiết:
Quả cầu chịu tác dụng của 3 lực: Trọng lực \(\overrightarrow P \), phản lực \(\overrightarrow N \) và lực căng \(\overrightarrow T \)
Khi quả cầu nằm cân bằng ta có: \(\overrightarrow P + \overrightarrow T + \overrightarrow N = \overrightarrow 0 \, \Leftrightarrow \overrightarrow P + \overrightarrow N = - \overrightarrow T \Leftrightarrow \overrightarrow P + \overrightarrow N = \overrightarrow {T'} \)
Từ hình vẽ ta có: \(\cos \alpha = \dfrac{P}{{T'}} \Rightarrow T' = \dfrac{P}{{\cos \alpha }} = \dfrac{{40}}{{\cos 30}} \approx 46,2N\)
Vì T = T’ nên lực căng của dây là 46,2N
Phản lực của tường tác dụng lên quả cầu: \(N = P.tan\alpha = 40.tan{30^0} = 23,1N\)
Chọn D