Một thanh OA có khối lượng không đáng kể, chiều dài 30 cm

Một thanh OA có khối lượng không đáng kể, chiều dài 30 cm, có thể quay dễ dàng quanh trục nằm ngang O. Gắn vào điểm giữa C một lò xo. Người ta tác dụng vào đầu A một lực F = 20 N hướng thẳng đứng xuống dưới (Hình 21.7). Khi thanh ở trạng thái cân bằng, lò xo có phương vuông góc với OA và OA hợp với phương nằm ngang một góc 30°.

Giải SBT Vật Lí 10 Bài 21: Moment lực. Cân bằng của vật rắn

Câu hỏi 21.8 trang 39 SBT Vật Lí 10: Một thanh OA có khối lượng không đáng kể, chiều dài 30 cm, có thể quay dễ dàng quanh trục nằm ngang O. Gắn vào điểm giữa C một lò xo. Người ta tác dụng vào đầu A một lực F = 20 N hướng thẳng đứng xuống dưới (Hình 21.7). Khi thanh ở trạng thái cân bằng, lò xo có phương vuông góc với OA và OA hợp với phương nằm ngang một góc 30°.

a) Xác định độ lớn phản lực $\overrightarrow{N}$ của lò xo vào thanh.

b) Tính độ cứng k của lò xo, biết lò xo bị nén lại 10 cm so với ban đầu.

Lời giải:

a) Ta có: N.OC = F.OA.cos30^o $\iff$ N.$\frac{OA}{2}$ = F.OA.cos30^o

$\Rightarrow$N = 2.F.cos30^o = 2.20.$\frac{\sqrt{3}}{2}$ = 34,6N

b) Lò xo bị nén 10 cm, lò xo ở trạng thái cân bằng nên phản lực và lực đàn hồi có độ lớn bằng nhau.

$k=\frac{F_{dh}}{\Delta l}=\frac{N}{\Delta l}=\frac{34,6}{0,1}=346N/m$