Bài 4 trang 136 sgk Vật Lý 10 nâng cao

Bài 29: Momen của lực. Điều kiện cân bằng của một vật rắn có trục quay cố định

Bài 4 (trang 136 sgk Vật Lý 10 nâng cao)

Thanh OA có khối lượng không đáng kể, có chiều dài 20cm, quay dễ dàng quanh trục nằm ngang O. Một lò xo gắn vào điểm C. Người ta tác dụng vào đầu A của thanh một lực F = 20N hướng thẳng đứng xuống dưới (hình 29.9 SGK). Khi thanh ở trạng thái cân bằng, lò xo có phương vuông góc với OA, và OA làm thành một góc α = 30^o so với đường nằm ngang.

a) Tính phản lực N của lò xo vào thanh.

b) Tính độ cứng k của lò xo, biết lò xo ngắn đi 8cm so với lúc không bị nén.

Lời giải:

a)

Điều kiện để thanh OA nằm cân bằng là: M_N→ + M_F→ = 0

Chọn chiều quay dương là chiều kim đồng hồ: M_F > 0, M_N < 0.

Suy ra: –N.d_N + F.d_F = 0.

Với d_N = OC = 10cm = 0,1m

d_F = OH = OA.cos30^o = 0,1732 m

b) Phản lực N của lò xo vào thanh bằng lực đàn hồi của lò xo, Áp dụng định luật húc ta có:

Tham khảo toàn  bộ: Giải bài tập Vật lý 10 nâng cao