Một cầu thủ dùng chân đá quả bóng đang nằm yên trên mặt đất. Chân của cầu thủ tiếp xúc với bóng trong 5,0.10^-4 s

Giải SBT Vật lí 10 Cánh diều Chủ đề 2: Lực và chuyển động

Bài 2.33 trang 25 SBT Vật lí 10: Một cầu thủ dùng chân đá quả bóng đang nằm yên trên mặt đất. Chân của cầu thủ tiếp xúc với bóng trong 5,0.10^-4 s và bóng bay đi với vận tốc 30 m/s. Khối lượng của quả bóng là 4,2.10^-2 kg.

a. Xác định độ lớn trung bình của lực do chân cầu thủ tác dụng lên quả bóng.

b. Nếu khối lượng quả bóng tăng gấp đôi thì cần lực có độ lớn bằng bao nhiêu để quả bóng vẫn bay đi với vận tốc 30 m/s?

Lời giải

Trong thời gian tiếp xúc với chân cầu thủ, quả bóng đã được tăng tốc từ 0 đến 30 m/s, tức là quả bóng đã có gia tốc:

$a=\frac{v}{t}=\frac{30}{{5.10}^{-4}}=6,{0.10}^4\left(m/s^2\right)$

a. Độ lớn trung bình của lực do chân cầu thủ tác dụng lên quả bóng:

$$\begin{gathered} F=ma \\ =4,{2.10}^{-2}.6,{0.10}^4=25,{2.10}^2\left(N\right) \end{gathered}$$

b. Vận dụng $a=\frac{F}{m}$, để quả bóng có khối lượng gấp đôi vẫn có gia tốc như trên thì F phải tăng gấp đôi, tức là cần lực có độ lớn

$$\begin{gathered} F\text{'}=m\text{'}a \\ =8,{4.10}^2.6,{0.10}^4=50,{4.10}^2\left(N\right) \end{gathered}$$