Với lời giải SBT Vật Lí 10 trang 72 chi tiết trong Bài 21: Động lực học của chuyển động tròn. Lực hướng tâm tròn sách Chân trời sáng tạo giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập trong SBT Vật Lí 10. Mời các bạn đón xem:

Giải SBT Vật Lí lớp 10 Bài 21: Động lực học của chuyển động tròn. Lực hướng tâm tròn

Bài 21.1 trang 72 SBT Vật lí 10: Cho bán kính Trái Đất khoảng 6,37.10⁶ m và gia tốc trọng trường ở gần bề mặt Trái Đất là 9,8 m/s². Một vệ tinh chuyển động tròn đều gần bề mặt Trái Đất phải có tốc độ bằng bao nhiêu để không rơi xuống mặt đất.

Lời giải:

Trọng lực tác dụng lên vệ tinh đóng vai trò lực hướng tâm:

$P=F_{ht}\iff m.g=m\frac{v^2}{R}$

$\Rightarrow v=\sqrt{gR}=$$\sqrt{6,{37.10}^6.9,8}=7,{9.10}^{3}m/s$

Bài 21.2 trang 72 SBT Vật lí 10: Mặt Trăng quay quanh Trái Đất một vòng mất 27,3 ngày. Biết lực hấp dẫn giữa các vật có khối lượng được tính theo công thức:

$F_{hd}=G.\frac{m_1{m}_2}{r^2}$

Với  G = 6,67.10^-11 N.kg^-2.m² là hằng số hấp dẫn, m₁ và m₂ lần lượt là khối lượng của hai vật và r là khoảng cách giữa hai khối tâm của chúng. Biết khối lượng của Trái Đất khoảng 5,97.10²⁴ kg. Hãy tính khoảng cách giữa tâm của Trái Đất và Mặt Trăng.

Lời giải:

Lực hấp dẫn giữa Mặt Trăng (khối lượng m) và Trái Đất (khối lượng M) đóng vai trò là lực hướng tâm:

$$\begin{gathered} F_{hd}=F_{ht} \\ \iff G.\frac{m.M}{r^2}=m.\frac{v^2}{r} \\ \Rightarrow r=\frac{G.M}{v^2} \end{gathered}$$

Mà $v=\omega .r=\frac{2\pi }{T}.r$

$\Rightarrow r=\sqrt[3]{\frac{G.M}{{\left(\frac{2\pi }{T}\right)}^2}}$$=\sqrt[3]{\frac{6,{67.10}^{-11}.5,{97.10}^{24}}{{\left(\frac{2\pi }{27,3.86400}\right)}^2}}\approx 3,{83.10}^{8}m$

Bài 21.3 trang 72 SBT Vật lí 10: Một vật nặng có khối lượng bằng 5 kg được buộc vào một dây dài 0,8 m và thả cho chuyển động trong mặt phẳng thẳng đứng như Hình 21.2. Khi qua vị trí cân bằng O, vật có tốc độ 2,8 m/s. Tính gia tốc hướng tâm và lực căng dây khi vật đi qua vị trí cân bằng O. Lấy g = 9,8 m/s².

Lời giải:

Tại vị trí cân bằng O:

$a_{ht}=\frac{v^2}{R}=\frac{v^2}{\mathcal{l}}=9,8m/s^2$

Theo định luật II Newton, tại vị trí cân bằng O có: $\overrightarrow{F}=\overrightarrow{P}+\overrightarrow{T}=\overrightarrow{F_{ht}}$

Hợp lực của trọng lực P và lực căng dây đóng vai trò là lực hướng tâm.

Chiếu biểu thức vectơ lên phương thẳng đứng của sợi dây, chiều dương hướng vào tâm quỹ đạo.

$F_{ht}=T-P\Rightarrow T=F_{ht}+P$

$\Rightarrow T=m{a}_{ht}+mg=m.\left(\frac{v^2}{\mathcal{l}}+g\right)$$=5.\left(\frac{2,8^2}{0,8}+9,8\right)=98N$

Xem thêm các bài giải sách bài tập Vật Lí 10 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Giải SBT Vật Lí 10 trang 71

Giải SBT Vật Lí 10 trang 73