Một quả cầu có trọng lượng P = 40N được treo vào tường nhờ một sợi dây hợp với mặt tường một góc α = 30o. Bỏ qua ma sát ở chỗ tiếp xúc giữa quả cầu và tường. Hãy xác định lực căng của dây và phản lực của tường tác dụng lên quả cầu (hình vẽ):
Trả lời bởi giáo viên
Quả cầu chịu tác dụng của 3 lực: Trọng lực \(\overrightarrow P \), phản lực \(\overrightarrow N \) và lực căng \(\overrightarrow T \)
Khi quả cầu nằm cân bằng ta có: \(\overrightarrow P + \overrightarrow T + \overrightarrow N = \overrightarrow 0 \, \Leftrightarrow \overrightarrow P + \overrightarrow N = - \overrightarrow T \Leftrightarrow \overrightarrow P + \overrightarrow N = \overrightarrow {T'} \)
Từ hình vẽ ta có: \(\cos \alpha = \dfrac{P}{{T'}} \Rightarrow T' = \dfrac{P}{{\cos \alpha }} = \dfrac{{40}}{{\cos 30}} \approx 46,2N\)
Vì T = T’ nên lực căng của dây là 46,2N
Phản lực của tường tác dụng lên quả cầu: \(N = P.tan\alpha = 40.tan{30^0} = 23,1N\)
Hướng dẫn giải:
Điều kiện cân bằng của một chất điểm là hợp lực của các lực tác dụng lên nó phải bằng 0:
\(\overrightarrow F = \overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} + ... = \overrightarrow 0 \)