Một viên đá có khối lượng 0,2 kg được buộc vào sợi dây dài 30 cm và quay thành hình tròn

Giải Vật lí 10 Cánh diều Bài tập chủ đề 5

Câu hỏi 3 trang 117 Vật lí 10:

Một viên đá có khối lượng 0,2 kg được buộc vào sợi dây dài 30 cm và quay thành hình tròn trong mặt phẳng ngang. Biết rằng, sợi dây đứt khi lực căng dây vượt quá 0,8 N. Tính tốc độ tối đa mà viên đá được quay mà sợi dây vẫn chưa bị đứt.

Lời giải:

Viên đá quay thành hình tròn trong mặt phẳng ngang.

Lực căng dây đóng vai trò lực hướng tâm, vì vậy ta có $T=F_{ht}=m{a}_{ht}=m.\frac{v^2}{r}$ 

Vậy vận tốc của vật là $v=\sqrt{\frac{T.r}{m}}$ 

Sợi dây đứt khi lực căng dây vượt quá 0,8 N, tức là lực căng dây cực đại là 0,8N, khi đó vận tốc cực đại của vật là $v_{\max }=\sqrt{\frac{0,8.0,3}{0,2}}=1,{095}_{}(m/s)$ ≈ 1,1 m/s