[Vật Lý 11] Bài tập

E

exquitor_9x

[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!

ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.

1. Hai quả cầu nhỏ tích điện giống nhau được nối bằng dây chiều dài l = 5 cm và được treo bằng hai dây cùng chiều dài trên vào cùng một điểm. Sau khi dây nối hai quả cầu bị đứt, chúng bắt đầu chuyển động với gia tốc a = 40m/s^2. Tính vận tốc các quả cầu khi chúng ở trên cùng 1 mức ngang với điểm treo
 
M

mystory

Do các quả cầu xếp một cách đối xứng cho nên ban đầu chúng chịu gia tốc như nhau, chuyển động đối xứng và ở mức ngang điểm treo, nó có vận tốc về độ lớn là như nhau.
Đầu tiên ta cần tính điện tích của mỗi quả cầu (gọi là q) từ giả thiết gia tốc và chiều dài dây theo công thức lực tĩnh điện[TEX] F = k.\frac{q^2}{l^2}[/TEX]

Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng cho 2 trạng thái là lúc dây vừa đứt và lúc ở ngang điểm treo
Lúc dây vừa đứt: [TEX]W1 = \frac{kq^2}{l}[/TEX]
Lúc ở ngang điểm treo: [TEX]W2 = \frac{kq^2}{2l} + mV^2 + 2mgR[/TEX]
W2 gồm có thế năng tĩnh điện, động năng 2 quả cầu và thế năng 2 quả cầu.
Cho W1 = W2 ta tính ra được vận tốc V

[TEX]\Leftrightarrow \frac{kq^2}{l}= \frac{kq^2}{2l} + mv^2 + 2mgh [/TEX]
Mà:[TEX]\frac{F}{2} = \frac{ sqrt{3} mg }{6} - \frac{ sqrt{3} ma }{3}[/TEX]

Thay vào tính[TEX]v^2 = \frac{\sqrt{3}l(2a-5g)}{6}[/TEX]
 
A

anhtrangcotich

Có thể kết quả của em đúng nhưng cái đoạn sau anh chả hiểu gì mấy.

Anh xin giải thích thêm một chút.

Thế năng tương tác tĩnh điện tính theo công thức [TEX]W =k \frac{q_1q_1}{d}[/TEX]

Trong đó [TEX]d[/TEX] là khoảng cách giữa hai điện tích. Khoảng cách càng nhỏ, thế năng tương tác càng mạnh.
Ban đầu khoảng cách giữa chúng là 5 cm. Lúc sau khoảng cách là 10 cm. Độ giảm thế năng tương tác chính bằng độ tăng thế năng trọng trường và tăng động năng của vật.

Do đó thiết lập được biểu thức bên dưới.
Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng cho 2 trạng thái là lúc dây vừa đứt và lúc ở ngang điểm treo
Lúc dây vừa đứt: [TEX]W1 = \frac{kq^2}{l}[/TEX]
Lúc ở ngang điểm treo: [TEX]W2 = \frac{kq^2}{2l} + mV^2 + 2mgR[/TEX]
[TEX]R = L.cos30[/TEX]

Đến đây, chỉ cần biết m nữa là ta có thể tìm ra v. Ta tìm m theo giả thiết a = 40 m/s^2.

Tại thời điểm ban đầu, mỗi quả cầu chịu tác dụng của các lực như sau:
Lực căng dây T (nối với điểm treo)
Lực tương tác F.
Lực căng dây nối hai quả cầu.T'
Trọng lượng P của mỗi quả cầu.
Các lực này cân bằng. Ta có thể thiết lập được:
[TEX]P = T.cos30[/TEX]
[TEX]T' + Tsin30 = F[/TEX]
Khi cắt dây, [TEX]T'[/TEX] biến mất đột ngột.
Như vậy hợp các lực còn lại làm cho qủa cầu có gia tốc 40 m/s^2.

Để đơn giản, ta xét các lực theo phương ngang:
[TEX]F - Tsin30 = ma_x[/TEX]
Theo phương thẳng đứng:
[TEX]Tcos30 - P = ma_y = 0 => T[/TEX]
Thay vào trên [TEX]=> a_x[/TEX]

[TEX]a = \sqrt[]{a_x^2+a_y^2} = 40 m/s^2[/TEX]

Tìm [TEX]m[/TEX] như thế đấy.
 
O

olympuslord

Có thể kết quả của em đúng nhưng cái đoạn sau anh chả hiểu gì mấy.

Anh xin giải thích thêm một chút.

Thế năng tương tác tĩnh điện tính theo công thức [TEX]W =k \frac{q_1q_1}{d}[/TEX]

Trong đó [TEX]d[/TEX] là khoảng cách giữa hai điện tích. Khoảng cách càng nhỏ, thế năng tương tác càng mạnh.
Ban đầu khoảng cách giữa chúng là 5 cm. Lúc sau khoảng cách là 10 cm. Độ giảm thế năng tương tác chính bằng độ tăng thế năng trọng trường và tăng động năng của vật.

Do đó thiết lập được biểu thức bên dưới.

[TEX]R = L.cos30[/TEX]

Đến đây, chỉ cần biết m nữa là ta có thể tìm ra v. Ta tìm m theo giả thiết a = 40 m/s^2.

Tại thời điểm ban đầu, mỗi quả cầu chịu tác dụng của các lực như sau:
Lực căng dây T (nối với điểm treo)
Lực tương tác F.
Lực căng dây nối hai quả cầu.T'
Trọng lượng P của mỗi quả cầu.
Các lực này cân bằng. Ta có thể thiết lập được:
[TEX]P = T.cos30[/TEX]
[TEX]T' + Tsin30 = F[/TEX]
Khi cắt dây, [TEX]T'[/TEX] biến mất đột ngột.
Như vậy hợp các lực còn lại làm cho qủa cầu có gia tốc 40 m/s^2.

Để đơn giản, ta xét các lực theo phương ngang:
[TEX]F - Tsin30 = ma_x[/TEX]
Theo phương thẳng đứng:
[TEX]Tcos30 - P = ma_y = 0 => T[/TEX]
Thay vào trên [TEX]=> a_x[/TEX]

[TEX]a = \sqrt[]{a_x^2+a_y^2} = 40 m/s^2[/TEX]

Tìm [TEX]m[/TEX] như thế đấy.
tìm m quá dài
chỉ cần dùng tan 30=F/P là xong đưa vào phương trình rút hết kết quả được 0,66
 
Top Bottom