I. Lực cản của chất lưu

Hoạt động trang 77 Vật Lí 10: a) Bằng cảm nhận trực giác, em thử đoán xem độ lớn của lực cản phụ thuộc vào những yếu tố nào?

b) Em hãy tìm những thí nghiệm để chứng minh cho những dự đoán của em.

Phương pháp giải:

Cảm nhận trực giác để đưa ra dự đoán.

Trả lời:

a)

Dự đoán: Độ lớn của lực cản phụ thuộc vào tốc độ và hình dạng của vật.

b)

Thí nghiệm:

Hai tờ giấy có cùng kích thước, 1 tờ vo tròn và 1 tờ để phẳng. Thả rơi chúng ở cùng 1 độ cao, ta thấy tờ giấy vo tròn chạm đất trước, tức chịu lực cản không khí ít hơn tờ giấy để phẳng. => độ lớn lực cản phụ thuộc vào hình dạng của vật.

Câu hỏi 1 trang 77 Vật Lí 10: Trong hình ở phần mở đầu bài học, ô tô nào chịu lực cản nhỏ hơn?

Quan sát hình vẽ

Trả lời:

Trong hình ở phần mở đầu bài học, ô tô A chịu lực cản nhỏ hơn ô tô B.

Quan sát hình vẽ

Trả lời:

Ví dụ:

Các vận động viên đua xe đạp luôn đội một loại mũ có hình dạng đặc biệt (hình khí động học) và khi muốn tăng tốc phải cúi gập người xuống để làm giảm lực cản của không khí.

Giải vật lí 10 trang 78 Tập 1 Kết nối tri thức

Hoạt động trang 78 Vật Lí 10: Quan sát Hình 19.2 và thảo luận để làm sáng tỏ về lực cản của nước phụ thuộc vào hình dạng của các vật chuyển động trong nước như thế nào?

Phương pháp giải:

Quan sát hình 19.2 để suy luận.

Trả lời:

Độ lớn lực cản của nước càng mạnh khi diện tích mặt cản càng lớn.

Độ lớn lực cản càng mạnh khi tốc độ càng nhỏ.

Giải vật lí 10 trang 79 Tập 1 Kết nối tri thức

II. Lực nâng của chất lưu

Câu hỏi 1 trang 79 Vật Lí 10: Chuồn chuồn có thể bay lượn trong không trung. Tại sao chúng không bị rơi xuống đất do trọng lực (Hình 19.5b)?

Phương pháp giải:

Sử dụng lý thuyết lực nâng của chất lưu.

Trả lời:

Chuồn chuồn có thể bay lượn trong không trung mà không bị rơi xuống đất do trọng lực vì chúng chịu tác dụng của lực nâng của không khí.

Câu hỏi 2 trang 79 Vật Lí 10: Biểu diễn các lực tác dụng lên một khí cầu đang lơ lửng trong không khí (Hình 19.5a).

Phương pháp giải:

Sử dụng lý thuyết lực nâng của chất lưu.

Trả lời:

Biểu diễn các lực tác dụng lên khí cầu đang lơ lửng trong không khí:

Câu hỏi 3 trang 79 Vật Lí 10: Hình 19.6 biểu diễn các vectơ lực tác dụng lên một máy bay đang bay ngang ở độ cao ổn định với tốc độ không đổi. Nếu khối lượng tổng cộng của máy bay là 500 tấn thì lực nâng có độ lớn bao nhiêu?

Phương pháp giải:

Sử dụng lý thuyết lực nâng của chất lưu.

Trả lời:

Ta có: lực nâng của không khí và trọng lực là hai lực cân bằng nên chúng có độ lớn bằng nhau.

Độ lớn của lực nâng là:

$F_n=P=mg=500000.10={5.10}^6\left(N\right)$

Câu hỏi 4 trang 79 Vật Lí 10: Nêu những điểm khác biệt giữa lực cản và lực nâng ?

Phương pháp giải:

Sử dụng lý thuyết lực nâng của chất lưu.

Trả lời:

Sự khác biệt giữa lực cản và lực nâng: Lực cản làm cản trở chuyển động của vật; lực nâng làm duy trì trạng thái chuyển động của vật.

Xem thêm các bài giải SGK Vật lí lớp 10 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài 18: Lực ma sát

Bài 20: Một số ví dụ về cách giải các bài toán thuộc phần động lực học

Bài 21: Moment lực. Cân bằng của vật rắn

Bài 22: Thực hành: Tổng hợp lực

Lý thuyết Lực cản và lực nâng

I. Lực cản của chất lưu

- Chất lưu là chất lỏng và chất khí.

- Mọi vật chuyển động trong chất lưu luôn chịu tác dụng bởi lực cản của chất lưu. Lực này ngược hướng chuyển động và cản trở chuyển động.

- Lực cản của chất lưu (không khí, nước) phụ thuộc vào hình dạng và vận tốc của vật.

Chim đại bàng giang rộng cánh để bay lượn dễ dàng hơn

II. Lực nâng của chất lưu

- Khi vật chuyển động trong nước hay trong không khí thì ngoài lực cản của chất lưu ( nước nước, của không khí), vật còn chịu tác dụng của lực nâng.

Máy bay nghiêng đi một chút, chếch theo luồng gió thì tăng thêm lực nâng tác dụng vuông góc với mặt dưới của cánh để nâng máy bay lên cao.

Lực đẩy Archimedes là trường hợp riêng của lực nâng vật đứng yên trong chất lưu

Người nhảy dù lơ lửng trong không trung.

- Khi một vật rơi trong chất lưu dưới tác dụng của lực cản của chất lưu và trọng lực thì đến một lúc nào đó, vật sẽ đạt vận tốc giới hạn và chuyển động đều với vận tốc này.

Khi lực nâng và trọng lực tác dụng lên hệ người + dù cân bằng thì

chuyển động của người nhảy dù sẽ là chuyển động đều