Giải bài tập SGK Vật lý 10 Bài 19 : Quy tắc hợp lực song song cùng chiều
Mời các em học sinh cùng tham khảo nội dung giải bài 19 SGK Vật Lý 10 dưới đây. Hy vọng đây sẽ là tài liệu hữu ích giúp các em rèn luyện phương pháp giải bài tập về quy tắc hợp lực song song cùng chiều.
Mục lục nội dung
1. Giải bài 1 trang 106 SGK Vật lý 10
Phát biểu quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều.
Phương pháp giải
Quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều: Hợp lực của hai lực song song cùng chiều là một lực song song, cùng chiều và có độ lớn bằng tổng các độ lớn của hai lực ấy
Hướng dẫn giải
- Hợp lực của hai lực song song cùng chiều là một lực song song, cùng chiều và có độ lớn bằng tổng các độ lớn của hai lực ấy
- Giá của hợp lực chia khoảng cách giữa hai giá của hai lực song song thành những đoạn tỉ lệ nghịch với độ lớn của hai lực ấy
- Công thức:
+ F = F1 + F2
+ \(\frac{{{F_1}}}{{{F_2}}} = \frac{{{d_2}}}{{{d_1}}}\)
2. Giải bài 2 trang 106 SGK Vật lý 10
Một người gánh một thùng gạo nặng 300 N và một thùng ngô nặng 200 N. Đòn gánh dài 1 m. Hỏi vai người đó phải đặt ở điểm nào, chịu một lực bằng bao nhiêu? Bỏ qua trọng lực của đòn gánh.
Phương pháp giải
Áp dụng công thức:
\(\frac{{{d_2}}}{{{d_1}}} = \frac{{{P_2}}}{{{P_1}}} \) để tìm điểm đặt của vai
Hướng dẫn giải
- Hình biểu diễn lực:
- Áp dụng quy tắc hợp lực hai lực song song cùng chiều:
\(\frac{{{d_2}}}{{{d_1}}} = \frac{{{P_2}}}{{{P_1}}} = \frac{{200}}{{300}} = \frac{2}{3}\) (1)
- Mặt khác ta có:
d1 + d2 = AB = 1 m (2)
- Từ (1), (2) ta có hệ phương trình sau:
\(\left\{ \begin{array}{l} {d_1} + {d_2} = 1\\ \frac{{{d_2}}}{{{d_1}}} = \frac{2}{3} \end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} {d_1} = 0,4m\\ {d_2} = 0,6m \end{array} \right.\)
- Vai người gánh chịu một lực là:
P = Pgạo + Pngô = 300 + 200 = 500 (N).
3. Giải bài 3 trang 106 SGK Vật lý 10
Hai người dùng một chiếc gậy để khiêng một cỗ máy nặng 1000 N. Điểm treo cỗ máy cách vai người đi trước 60 cm và cách vai người đi sau 40 cm. Bỏ qua trọng lượng của gậy, hỏi mỗi người chịu một lực bằng bao nhiêu?
Phương pháp giải
Áp dụng công thức:
\(\frac{{{d_2}}}{{{d_1}}} = \frac{{{P_2}}}{{{P_1}}} \) để tính lực mỗi người phải chịu
Hướng dẫn giải
- P1 là lực tác dụng lên vai người đi trước
- P2 là lực tác dụng lên vai người đi sau
- Ta đã có: d1 = OO1 = 60 cm; d2 = OO2 = 40 cm
- Áp dụng quy tắc hợp lực hai lực song song cùng chiều ta được:
\({P_1} + {P_2} = P = 1000\,\)(1)
\(\frac{{{d_2}}}{{{d_1}}} = \frac{{{P_1}}}{{{P_2}}} = \frac{{40}}{{60}} = \frac{2}{3}\)(2)
- Giải hệ (1) và (2) ta được:
P1 = 400 N, P2 = 600 N
4. Giải bài 4 trang 106 SGK Vật lý 10
Một tấm ván nặng 240 N được bắc qua một con mương. Trọng tâm của tấm ván cách điểm tựa A 2,4 m và cách điểm tựa B 1,2 m. Hỏi lực mà tấm ván tác dụng lên điểm tựa A bằng bao nhiêu?
A. 160 N
B. 80 N
C. 120 N
D. 60 N
Phương pháp giải
Áp dụng công thức:
\(\frac{{{d_2}}}{{{d_1}}} = \frac{{{P_2}}}{{{P_1}}} \) để tính lực mà tấm ván tác dụng lên điểm tựa A
Hướng dẫn giải
- Biểu diễn lực như hình vẽ sau:
- Ta có:
\({P_1} + {P_2} = P = 240N\) (1)
\(\frac{{{d_2}}}{{{d_1}}} = \frac{{{P_1}}}{{{P_2}}} = \frac{{GA}}{{GB}} = \frac{{1,2}}{{2,4}} = \frac{1}{2}\)
⇒ \(2{P_1} - {P_2} = 0\) (20
- Giải hệ (1) và (2) ta được:
P1 = 80 N; P2 = 160 N
- Chọn đáp án B.
5. Giải bài 5 trang 106 SGK Vật lý 10
Hãy xác định trọng tâm của một bản phẳng mỏng, đồng chất, hình chữ nhật, dài 12 cm, rộng 6 cm, bị cắt mất một phần hình vuông có cạnh 3 cm ở một góc (Hình 19.7).
Phương pháp giải
- Chia bản mỏng thành 2 phần gồm bản AHEF và HBCD như hình vẽ
- Áp dụng công thức:
+ \(\frac{{{P_1}}}{{{P_2}}} = \frac{{{S_{AHEF}}}}{{{S_{HBCD}}}} \) để tính tỉ lệ trọng lượng
+ \(\frac{{{P_1}}}{{{P_2}}} = \frac{{G{O_2}}}{{G{O_1}}}\) để tính trọng tâm G của bản phẳng mỏng
- Áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông O1O2K để tính O1O2 và OG1, OG2
- Giải hệ trên ta được G1G2 ≈ 0,88 cm
⇒ trọng tâm G của bản phẳng nằm trên đoạn O1O2 cách O1 một đoạn 0,88 cm.
Hướng dẫn giải
- Bản phẳng coi như gồm hai bản AHEF và HBCD ghép lại.
- Biểu diễn trọng tâm các bản như hình vẽ sau:
- Vì các bản đồng chất, phẳng mỏng đều nên tỉ lệ diện tích bằng tỉ lệ về trọng lượng:
\(\frac{{{P_1}}}{{{P_2}}} = \frac{{{S_{AHEF}}}}{{{S_{HBCD}}}} = \frac{{6.9}}{{3.3}} = 6\)
- Gọi G là trọng tâm của cả bản phẳng
⇒ G phải nằm trền đoạn thẳng O1O2
- Trong đó:
+ O1 là trọng tâm của bản AHEF
+ O2 là trọng tâm của bản HBCD
- Ta có:
\(\frac{{{P_1}}}{{{P_2}}} = \frac{{G{O_2}}}{{G{O_1}}}\)
\(\Rightarrow \frac{{G{O_2}}}{{G{O_1}}} = 6 \Leftrightarrow 6G{O_1} - G{O_2} = 0\) (1)
- Xét tam giác vuông O1O2K ta có:
\(\begin{array}{l} {{\rm{O}}_1}{{\rm{O}}_2} = \sqrt {{O_2}{K^2} + {O_1}{K^2}} = \sqrt {{{1,5}^2} + {6^2}} = 6,18\\ \Leftrightarrow G{O_1} + G{O_2} = 6,18\,\,(2) \end{array}\)
- Giải hệ (1) và (2) ta được:
GG1 ≈ 0,88 cm
- Vậy trọng tâm G của bản phẳng nằm trên đoạn O1O2 cách O1 một đoạn 0,88 cm.
Tham khảo thêm
- doc Giải bài tập SGK Vật lý 10 Bài 17 : Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và của ba lực không song song
- doc Giải bài tập SGK Vật lý 10 Bài 18 : Cân bằng của một vật có trục quay cố định. Momen lực
- doc Giải bài tập SGK Vật lý 10 Bài 20: Các dạng cân bằng. Cân bằng của một vật có mặt chân đế
- doc Giải bài tập SGK Vật lý 10 Bài 21 : Chuyển động tịnh tiến của vật rắn. Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định
- doc Giải bài tập SGK Vật lý 10 Bài 22 : Ngẫu lực