Bài tập lực - tổng hợp lực - ba định luật Newton
Sách kết nối tri thức với cuộc sống
Hợp lực của 4 lực đồng quy như hình vẽ là:
Biết \({F_1} = 5N,{F_2} = 3N,{F_3} = 7N,{F_4} = 1N\)
Từ hình, ta có:
+ \(\overrightarrow {{F_1}} \uparrow \downarrow {\overrightarrow F _3} \to {F_{13}} = \left| {{F_1} - {F_3}} \right| = \left| {5 - 7} \right| = 2N\)
+ \(\overrightarrow {{F_2}} \uparrow \downarrow {\overrightarrow F _4} \to {F_{24}} = \left| {{F_2} - {F_4}} \right| = \left| {3 - 1} \right| = 2N\)
+ \(\overrightarrow {{F_{13}}} \bot \overrightarrow {{F_{24}}} \to F = \sqrt {{F_{13}}^2 + {F_{24}}^2} = \sqrt {{2^2} + {2^2}} = 2\sqrt 2 N\)
Một xe tải chở hàng có tổng khối lượng xe và hàng là 4 tấn, khởi hành với gia tốc 0,3 m/s2 .Khi không chở hàng xe tải khởi hành với gia tốc 0,6 m/s2 .Biết rằng lực tác dụng vào ô tô trong hai trường hợp đều bằng nhau. Khối lượng của xe lúc không chở hàng là:
Gọi khối lượng của xe khi có hàng là m, khi không có là m’
Áp dụng định luật II Newton ta có:
khi chở hàng: \(F = ma = 4000.0,3 = 1200N\)
khi không chở hàng: \(F' = m'.a = 0,6m'\)
từ đề bài ta có: \(F' = F\)
\(\begin{array}{l} \Leftrightarrow 0,6m' = 1200\\ \Rightarrow m' = 2000kg\end{array}\)
hay m’= 2 tấn
Một chiếc xe nặng 500kg đang chuyển động thẳng đều thì hãm phanh để xe chuyển động chậm dần đều. Biết trong giây cuối cùng xe đi được 1m. Độ lớn lực hãm phanh bằng:
Quãng đường vật đi trong 1s cuối là: \(\Delta S = {S_t} - {S_{t - 1}}\)
\(\begin{array}{l} \Rightarrow 1 = {v_0}t + \dfrac{1}{2}a{t^2} - \left[ {{v_0}\left( {t - 1} \right) + \dfrac{1}{2}a{{\left( {t - 1} \right)}^2}} \right]\\ \Leftrightarrow 1 = {v_0}t + \dfrac{1}{2}a{t^2} - {v_0}t + {v_0} - \dfrac{1}{2}a{t^2} + at - \dfrac{1}{2}a\\ \Leftrightarrow 1 = {v_0} + at - \dfrac{a}{2}\left( 1 \right)\end{array}\)
mặt khác có: \(a = \dfrac{{v - {v_0}}}{t} = \dfrac{{ - {v_0}}}{t}\left( 2 \right)\)
từ (1) và (2) ta có: \( - at + at - \dfrac{a}{2} = 2 \Rightarrow a = - 2m/s\)
do lực tac dụng là lực hãm nên ngược chiều chuyển động
Áp dụng biểu thức định luật II Newton: \( - {F_h} = ma \Rightarrow {F_h} = 500.2 = 1000N\)
Một chiếc đèn được treo vào tường nhờ một dây AB. Muốn cho đèn ở xa tường, người ta dùng một thanh chống nằm ngang một đầu tì vào tường, còn đầu kia tì vào điểm B của dây như hình vẽ:
Biết đèn nặng $4kg$ và dây hợp với tường một góc $30^0$. Lực căng dây AB là bao nhiêu? Lấy $g = 10m/s^2$
+ Phân tích lực, ta được:
+ Theo điều kiện cân bằng của vật là hợp lực tác dụng lên vật bằng 0
Từ hình ta có:
\(\overrightarrow {{T_y}} \) cân bằng với trọng lực \(\overrightarrow P \)
\(\begin{array}{l} \leftrightarrow {T_y} = P \leftrightarrow Tc{\rm{os3}}{{\rm{0}}^0} = P\\ \to T = \dfrac{P}{{c{\rm{os3}}{{\rm{0}}^0}}} = \dfrac{{mg}}{{c{\rm{os3}}{{\rm{0}}^0}}} = \dfrac{{4.10}}{{\dfrac{{\sqrt 3 }}{2}}} = \dfrac{{80}}{{\sqrt 3 }}(N)\end{array}\)
Một người có trọng lượng 500N đứng trên mặt đất. Lực mà mặt đất tác dụng lên người đó có độ lớn là :
Từ định luật III Newton ta có: lực đất tác dụng lên người bằng với trọng lượng của người tác dụng lên đất
nên ta có lực mà mặt đất tác dụng lên người đó có độ lớn là bằng 500N
