Một vật trượt không ma sát trên một rãnh có dạng như hình vẽ, từ độ cao h = 5R ( với R là bán kính vòng tròn) so với mặt phẳng nằm ngang và không có vận tốc đầu. Tính: a. Vận tốc của vật tại điểm thấp nhất. b. Vận tốc của vật tại điểm cao nhất

Đáp án:       5 R / 2

Giải thích các bước giải:

Tại điểm cao nhất của vòng tròn ta có  m v 2 R = N + P ⇒ N = m v 2 R − P         ( 1 )

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng cho hai vị trí đó là khi vật ở vị trí có độ cao h và khi vật ở vị trí cao nhất trên vòng tròn  m g h = 1 2 m v 2 + m g .2 R ⇒ v 2 = 2 g h − 2 R → 1 N = 2 m g h − 2 R R − m g

Vật không rời tại điểm cao nhất trên vòng tròn khi

N ≥ 0 ⇔ 2 m g h − 2 R R − m g ≥ 0 ⇒ h ≥ 5 R 2 ⇒ h min = 5 R 2

Chú ý: Đối với bài toán hỏi áp lực tại các điểm cao nhất và thấp nhất trên vòng tròn chúng ta chỉ cần tìm độ lớn của phản lực thì suy ra độ lớn áp lực bằng độ lớn phản lực.