BÀI 11 MỘT SỐ LỰC TRONG THỰC TIỄN

Câu 8: Dựa vào kiến thức đã học, hãy cho biết các trường hợp trong Hình 11.10 là ứng dụng đặc điểm gì của lực ma sát và nêu cụ thể loại lực ma sát được đề cập.

Giải nhanh:

- Hình 11.10a: ứng dụng đặc điểm cản trở của lực ma sát lăn.

- Hình 11.10b: ứng dụng đặc điểm cản trở của lực ma sát nghỉ

- Hình 11.10c: ứng dụng đặc điểm cản trở của lực ma sát trượt.

3. Lực căng dây

Câu 1: Cho ví dụ minh họa tính chất của lực căng dây xuất hiện tại mọi điểm trên dây.

Giải nhanh:

Ví dụ: Kéo vật bằng ròng rọc

Chuyển động của con lắc đơn được treo vào một sợi dây không dãn.

Câu 2: Hình 11.13 mô tả quá trình kéo gạch từ thấp lên cao qua hệ thống ròng rọc. Xem chuyển động của thùng gạch là đều, hãy xác định lực căng tác dụng lên vật nâng và ròng rọc bằng hình vẽ. Từ đó hãy chỉ ra điểm đặt, phương, chiều và độ lớn của lực căng dây. Biết lượng gạch trong mỗi lần kéo có khối lượng 20 kg và lấy g = 10 m/s²

 

Giải nhanh:

Ta có lực căng dây tác dụng lên vật nâng:

 T = P = m.g = 20.10 = 200 (N)

Lực căng:

+ Điểm đặt: tại vật

+ Phương: thẳng đứng

+ Chiều: từ dưới lên trên

+ Độ lớn: 200 N.

4. Lực đẩy Archimedes

Câu 1: Quan sát Hình 11.15, tìm hiểu và trình bày một giai thoại khoa học liên quan.

 

Giải nhanh:

Giai thoại: Acsimet và câu chuyện về chiếc vương miện

Vào một ngày tháng tư năm 231 trước Công nguyên, quốc vương Hiêon triệu tập Archimedes vào cung để giải quyết một vấn đề quan trọng: chiếc vương miện do thợ kim hoàn đúc có thực sự nặng 15 lạng vàng như đã giao hay không. Quốc vương nghi ngờ rằng thợ kim hoàn đã gian lận. Archimedes nhận lời và mang chiếc vương miện về nhà để nghiên cứu.

Sau hai tháng, ông vẫn chưa tìm ra cách kiểm tra chính xác. Một hôm, khi đang tắm, ông nhận thấy rằng nước trong bồn trào ra khi ông chìm vào. Từ đó, ông phát hiện ra nguyên lý liên quan đến thể tích nước bị chiếm chỗ. Archimedes vui mừng hét lên "Eureka!" (Tìm ra rồi) và chạy ra khỏi bồn tắm.

Archimedes giải thích với quốc vương rằng ông đã thực hiện thí nghiệm với ba vật có trọng lượng bằng nhau: sắt, vàng và chiếc vương miện. Ông lần lượt nhúng chúng vào nước và đo lượng nước trào ra. Kết quả cho thấy lượng nước trào ra khi nhúng chiếc vương miện nhiều hơn tảng vàng và ít hơn tảng sắt. Điều này chứng tỏ chiếc vương miện không hoàn toàn bằng vàng ròng mà đã được pha trộn với bạc. Thợ kim hoàn đã lừa dối quốc vương.

Câu 2: Hãy vẽ vectơ lực đẩy Archimedes tác dụng lên vương miện trong Hình 11.15.

Giải nhanh:

Câu 3: Dựa vào công thức (11.8) để giải thích sự xuất hiện của lực đẩy tác dụng lên một vật trong chất lỏng (hoặc chất khí).

Giải nhanh:

Khi một vật chìm trong chất lỏng thì sẽ làm chất lỏng dâng lên một dộ cao . Khi này áp suất của chất lỏng tác dụng lên vật sẽ là => Độ chênh lệch áp suất này chính là lực đẩy của chất lỏng lên vật

Câu 4: Kỷ lục thế giới về lặn tự do ( không có bình dưỡng khí ) được thực hiện bởi một nữ thợ lặn người Slovenia khi cô lặn xuống biển với độ sâu 114m. Hãy tính độ chênh lệch áp suất tại vị trí này so với mặt thoáng của nước biển. Lấy giá trị trung bình khối lượng riêng của nước biển là 1025 kg/m³, g=9,8m/s²

Giải nhanh:

Ta có Δh = 114 m; ρ = 1025 kg/m³ ; g = 9,8 m/s² .

=> Độ chênh lệch áp suất đối với mặt thoáng của nước biển là:

Δp= ρ.g.Δh= 1025.9,8.114= 1145130(N/m² )

Câu 5: Thiết kế phương án thí nghiệm để xác định được độ lớn lực đẩy Archimedes và khối lượng riêng ρ của một chất lỏng với các dụng cụ: lực kế, vật nặng, chậu nước.

Giải nhanh:

Thiết kế phương án thí nghiệm

+ Bước 1: Treo vật nặng vào lực kế, lực kế chỉ giá trị P

+ Bước 2: Nhúng vật nặng chìm trong chậu nước, lực kế chỉ giá trị P₁

+ Bước 3: Tính lực đẩy Acsimet: F_A = P – P₁

+ Bước 4: Tính khối lượng riêng: ρ=FA/(g.h)

Câu 6: Xét hai hệ như Hình 11P.1, hãy vẽ sơ đồ lực tác dụng lên vật m1 , m2 trong trường hợp a và vật m trong trường hợp b; gọi tên các lực này

Giải nhanh:

+: phản lực 

+ : trọng lực

+ : lực căng

Câu 7: Vào năm 231 trước Công nguyên, nhà vua Hy Lạp cổ đại Hieron (Hai-ơ-rôn) nghi ngờ thợ kim hoàn trộn lẫn những kim loại khác ngoài vàng khi đúc vương miện cho ông. Archimedes đã tiến hành thí nghiệm như Hình 11P.2 để giải đáp thắc mắc của nhà vua. Dựa vào các kiến thức đã học hãy giải thích cách tiến hành trên. Biết rằng người thợ này đã dùng bạc thay thế cho một phần vàng và bạc có khối lượng riêng nhỏ hơn vàng.

Giải nhanh:

+ Có 3 vật có trọng lượng bằng nhau: sắt, vàng, vương miện

+ Ông lần lượt nhúng ngập chúng vào một chiếc bình được đổ nước, và đo lượng trào ra.

=> Kết quả là lượng nước trào ra khi nhúng ngập chiếc vương miện nhiều hơn khi nhúng ngập tảng vàng, ít hơn tảng sắt

=> Chiếc vương miện không phải hoàn toàn bằng vàng ròng, cũng không phải bằng sắt. Khi thợ kim hoàn làm chiếc vương miện này chắc chắn đã trộn không ít bạc vào trong vàng.

Câu 8: Tác dụng lực đẩy theo phương ngang rất khó để làm khối nặng di chuyển trượt trên mặt sàn. Thay vì vậy, ta thường đặt vật tựa trên các con lăn như Hình 11P.3 và đẩy với cùng lực đó thì vật chuyển động dễ dàng. Giải thích tại sao.

Giải nhanh:

Nếu để vật lên các con lăn thì bề mặt tiếp xúc giữa vật với mặt sàn sẽ giảm, lực ma sát là lực ma sát lăn, như vậy lực đẩy sẽ lớn hơn, vật di chuyển dễ dàng hơn.