Trang chủ Vật Lý Lớp 10 Trên mặt phẳng ngang có một bán cầu khối lượng...

Trên mặt phẳng ngang có một bán cầu khối lượng m. Từ điểm cao nhất của bán cầu có một vật nhỏ khối lượng m trượt không vận tốc đầu xuống. Ma sát giữa vật nhỏ v

Câu hỏi :

Trên mặt phẳng ngang có một bán cầu khối lượng m. Từ điểm cao nhất của bán cầu có một vật nhỏ khối lượng m trượt không vận tốc đầu xuống. Ma sát giữa vật nhỏ và bán cầu có thể bỏ qua. Gọi $ \alpha $ là góc giữa phương thẳng đứng và bán kính véc tơ nối tâm bán cầu với vật như hình vẽ. Giả sử bán cầu được giữ yên. Tìm góc $ \alpha ={{\alpha }_{m}} $ khi vật rời bán cầu.

Lời giải 1 :

Đáp án:

 48,2

Giải thích các bước giải:

 Khi vật trượt trên mặt cầu vật chịu tác dụng của trọng lực P và phản lực Q của mặt cầu có tổng hợp lực tạo ra gia tốc với hai thành phần tiếp tuyến với hướng tâm. quá trình chuyển động tuân thoe sự bảo toàn cơ năng: 
\(\left\{ \begin{array}{l}
\dfrac{1}{2}.m.v_\alpha ^2 = m.g.R.(1 - cos\alpha )\\
{F_{ht}} = P.cos\alpha  - Q = \dfrac{{m.v_\alpha ^2}}{R}
\end{array} \right.\)

Suy ra: 
\(\left\{ \begin{array}{l}
{v_\alpha } = \sqrt {2gR(1 - cos\alpha )} \\
Q = (3cos\alpha  - 2).m.g
\end{array} \right.\)

Vật rời bán cầu khi bắt đầu xảy ra Q=0 :

\(Q = 0 \Rightarrow cos\alpha  = \dfrac{2}{3} \Rightarrow \alpha  \approx 48,{2^0}\)

image

Thảo luận

-- cho em hỏi chị chọn gốc thế năng ở đâu mà ra được R(1-cosalpha) vậy ạ

Lời giải 2 :

Đáp án:

 

Giải thích các bước giải:

Khi vật trượt trên mặt cầu vật chịu tác dụng của hai trọng lực P và phản lực Q của mặt cầu có tổng hợp tạo ra gia tốc với hai thành phần tiếp tuyến và hướng tâm.

Quá trình chuyển động tuân theo sự bảo toàn cơ năng:

$ \dfrac{1}{2}mv_{\alpha }^{2}=mgR\left( 1-\cos \alpha \right) $

$ {{F}_{ht}}=P.\cos \alpha -Q=\dfrac{mv_{\alpha }^{2}}{R} $

Suy ra: $ {{v}_{\alpha }}=\sqrt{2gR\left( 1-\cos \alpha \right)},\,\,\,Q=\left( 3\cos \alpha -2 \right).mg $

Vật rời bán cầu khi bắt đầu xảy ra Q = 0. Lúc đó:

$ \cos \alpha =\cos {{\alpha }_{m}}=\dfrac{2}{3}\to {{\alpha }_{m}}\approx 48,{{2}^{0}} $

image

Bạn có biết?

Vật lý học (tiếng Anh:physics, từ tiếng Hi Lạp cổ: φύσις có nghĩa là kiến thức về tự nhiên) là một môn khoa học tự nhiên tập trung vào sự nghiên cứu vật chất và chuyển động của nó trong không gian và thời gian, cùng với những khái niệm liên quan như năng lượng và lực.Vật lí học là một trong những bộ môn khoa học lâu đời nhất, với mục đích tìm hiểu sự vận động của vũ trụ.

Nguồn : Wikipedia - Bách khoa toàn thư

Tâm sự 10

Lớp 10 - Năm thứ nhất ở cấp trung học phổ thông, năm đầu tiên nên có nhiều bạn bè mới đến từ những nơi xa hơn vì ngôi trường mới lại mỗi lúc lại xa nhà mình hơn. Được biết bên ngoài kia là một thế giới mới to và nhiều điều thú vị, một trang mới đang chò đợi chúng ta.

Nguồn : ADMIN :))

Copyright © 2021 HOCTAP247