Bài 3 trang 126 SGK Vật Lý 10 Nâng Cao

Đề bài

Một ngọn đèn có khối lượng m = 1 kg được treo dưới trần nhà bằng một sợi dây. Dây chỉ chịu được lực căng lớn nhất 8 N.

a) Chứng minh rằng không thể treo ngọn đèn này vào đầu dây.

b) Người ta đã treo đèn này bằng cách luồn sợi dây qua một cái móc của đèn và hai đầu dây được gắn chặt trên trần nhà ( Hình 27.8) . Hai nửa sợi dây có chiều dài bằng nhau và hợp với nhau một góc bằng60⁰. Hỏi lực căng của mỗi nửa sợi dây là bao nhiêu ?

Hướng dẫn giải

a) Nếu treo đèn bằng 1 đầu dây thì khi cân bằng :

         T = P = mg =1.9,8 = 9,8 N > T_M = 8 N

Lực này vượt quá sức chịu đựng của dây nên dây sẽ đứt.

b) Nếu treo đèn bằng hai đầu dây như H.27.8 thì vòng móc treo đèn là vật rắn cân bằng dưới tác dụng của ba lực đồng quy tại tâm O của vòng :  \(\overrightarrow P ;\overrightarrow {{T_1}} ;\overrightarrow {{T_2}} \).

Do đó có :

\(\overrightarrow {{T_1}}  + \overrightarrow {{T_2}}  =  - \overrightarrow P \text{ với góc }\left( {\overrightarrow {{T_1}} ,\overrightarrow {{T_2}} } \right) = \widehat {AOB} = {60^0}.\)

Vì giá \(\overrightarrow P \) thẳng đứng, trần nhà AB ngang nên \(OH \bot AB\)

\(=>\) ∆OAB đều có OH là phân giác

\(=>\) hình bình hành là hình thoi có \(\widehat {AOH} = \widehat {BOH} = {30^0}\).

\( =  > {T_1} = {T_2} = {P \over {2.c{\rm{os3}}{{\rm{0}}^0}}} = {{9,8} \over {2.{{\sqrt 3 } \over 2}}} \approx 5,66(N)\)