Bài 17.4, 17.5, 17.6 trang 42 sbt vật lí 10

17.4.

Một chiếc đèn có trọng lượng P = 40 N được treo vào tường nhờ một dây xích. Muốn cho đèn ở xa tường người ta dùng một thanh chống nằm ngang, một đầu tì vào tường còn đầu kia tì vào điểm B của dây xích (H.17.4). Bỏ qua trọng lượng của thanh chống, dây xích và ma sát ở chỗ thanh tiếp xúc với tường. Cho biết dây xích hợp với tường một góc 45°.

a) Tính lực căng của các đoạn xích BC và AB.

b) Tính phản lực Q của tường lên thanh.

Phương pháp giải:

Sử dụng lí thuyết về điều kiện cân bằng của vật rắn: muốn cho một chất điểm đứng cân bằng thì hợp lực của các lực tác dụng lên nó phải bằng 0

Lời giải chi tiết:

Điểm C đứng cân bầng (H.17.4Ga), nên:

T1= P = 40 N

Thanh chống đứng cân bằng (H. 17.4Gb),

ba lực \(\overrightarrow {{T_1}} ,\overrightarrow {{T_2}} \) và \(\overrightarrow {{Q}}\) đồng quy ở B. Từ tam giác lực, ta có :

Q = T1= P = 40 N

T2= T1\(\sqrt 2 \) = 56,4 56 N.

Chú ý: Do tường không có ma sát nên xích phải có ma sát mới giữ được thanh chống, vì vậy T2phải lớn hơn T1.

17.5.

Một thanh AB đồng chất, khối lượng m = 2,0 kg tựa lên hai mặt phẳng nghiêng không ma sát, với các góc nghiêng α = 30° và β = 60°. Biết giá của trọng lực của thanh đi qua giao tuyến O của hai mặt phẳng nghiêng (H.17.5). Lấy g = 10 m/s2. Xác định áp lực của thanh lên mỗi mặt phẳng nghiêng.

Phương pháp giải:

- Sử dụng lí thuyết về phân tích lực, vẽ các lực tác dụng lên vật

- Sử dụng các hệ thức lượng giác sin, cos trong tam giác vuông

Lời giải chi tiết:

Thanh AB chịu ba lực cân bàng là \(\overrightarrow P ,\overrightarrow {{N_1}} \) và \(\overrightarrow {{N_2}} \) . Vì mặt phẳng nghiêng không ma sát nên hai phản lực \(\overrightarrow {{N_1}} \)và \(\overrightarrow {{N_2}} \)vuông góc với các mặt phẳng nghiêng. Ta trượt các vectơ lực trên giá của chúng đến điểm đồng quy C (H.17.5G).

17.6.

Một thanh gỗ đồng chất, khối lượng m = 3 kg được đặt dựa vào tường. Do tường và sàn đều không có ma sát nên người ta phải dùng một dây buộc đầu dưới B của thanh vào chân tường để giữ cho thanh đứng yên (H.17.6). Cho biết OA = OB

và lấy g = 10 m/s2. Xác định lực căng T của dây.

Phương pháp giải:

- Sử dụng lí thuyết về phân tích lực, vẽ các lực tác dụng lên vật

- Sử dụng các hệ thức lượng giác tan trong tam giác vuông

Lời giải chi tiết:

Gọi \(\overrightarrow {{F_B}} \) là hợp lực của lực căng \(\overrightarrow {{T}} \) và phản lực \(\overrightarrow {{N_B}} \)của sàn. Ta có hệ ba lực cân bằng là \(\overrightarrow P ,\overrightarrow {{N_A}} \) và \(\overrightarrow {{N_B}}\) . Ba lực này đồng quy tại C (H.17.6G).

Vì OA = CH = OB \(\displaystyle{{\sqrt 3 } \over 2}\) nên tam giác OCB là tam giác đều. Từ tam giác lực ta có :

T = NA= P.tan30° = \(\displaystyle{P \over {\sqrt 3 }}\)