Trong mỗi tình huống trong hình 1.10, lực nào đóng vai trò là lực hướng tâm? Thảo luận về

Giải Vật lí 10 Cánh diều Bài 1: Chuyển động tròn

Vận dụng 2 trang 112 Vật lí 10:

Trong mỗi tình huống trong hình 1.10, lực nào đóng vai trò là lực hướng tâm? Thảo luận về các điều kiện đảm bảo an toàn của chuyển động trong mỗi tình huống.

1. Chiếc máy bay đang lượn vòng. Để chuyển hướng, người phi công làm nghiêng cánh máy bay (hình 1.10a).

2. Một viên đá được buộc vào một sợi dây và quay tròn trong mặt phẳng ngang tạo thành hình nón (hình 1.10b).

Lời giải:

1. Chiếc máy bay đang lượn vòng. Để chuyển hướng, người phi công làm nghiêng cánh máy bay, khi đó hợp lực của trọng lực và lực nâng của không khí tác dụng lên máy bay đóng vai trò lực hướng tâm.

Khi nghiêng máy bay cần chú ý góc nghiêng và vận tốc chuyển động của máy báy, nếu góc nghiêng lớn, hợp lực lớn, còn vận tốc chuyển động của máy bay không đủ thì lực này làm cho máy bay bị đẩy ra khỏi quỹ đạo chuyển động, mất thăng bằng, có thể bị lật. Ngược lại, chuyển động với vận tốc lớn mà góc nghiêng không đủ thì máy bay không chuyển hướng theo ý muốn của phi công được, có thể bị mất lái và nguy hiểm.

2. Một viên đá được buộc vào một sợi dây và quay tròn trong mặt phẳng ngang tạo thành hình nón, hợp lực của trọng lực và lực căng dây đóng vai trò lực hướng tâm.

Nếu vật chuyển động với vận tốc càng lớn thì bán kính quỹ đạo r càng tăng và lực căng dây cũng càng lớn, khi đó góc lệch giữa sợi dây và phương thẳng đứng cũng tăng.

Nếu vật chuyển động với vận tốc quá lớn và lực căng dây vượt quá giới hạn đàn hồi của dây thì dây có thể bị đứt hoặc vật bị tuột và văng ra theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo tròn.