VI.7 trang 62, 63 SBT Vật lý 10 - Kết nối tri thức: Một người buộc một hòn đá khối lượng 300 g vào đầu một sợi dây rồi quay trong mặt phẳng thẳng đứng...

Một người buộc một hòn đá khối lượng 300 g vào đầu một sợi dây rồi quay trong mặt phẳng thẳng đứng. Hòn đá chuyển động trên đường tròn bán kinh 50 cm với tốc độ góc không đổi 8 rad/s. Lấy g = 10 m/s². Tính lực căng của sợi dây ở điểm thấp nhất của quỹ đạo.

Phương pháp giải :

Hợp lực của lực căng dây và trọng lực đóng vai trò là lực hướng tâm giữ cho vật chuyển động tròn: \(\overrightarrow {{F_{ht}}} = \overrightarrow P + \overrightarrow T \).

Trong đó F_ht = \(\frac{{m{v^2}}}{r}\)= mω²r.

Lời giải chi tiết:

Hợp lực của lực căng dây và trọng lực đóng vai trò là lực hướng tâm giữ cho vật chuyển động tròn: \(\overrightarrow {{F_{ht}}} = \overrightarrow P + \overrightarrow T \).

Khi ở điểm thấp nhất, \(\overrightarrow {{F_{ht}}} \)có chiều hướng về tâm quay (hướng lên):

F_ht = - P + T à T = F_ht + P = mω²r + mg = 0,3(8².0,5 + 10) = 12,6 N.