Giả sử lực kéo của mỗi tàu kéo ở đầu bài đều có độ lớn bằng 8000 N và góc giữa

Giải Vật Lí lớp 10 Bài 13: Tổng hợp và phân tích lực. Cân bằng lực

Câu hỏi 2 trang 57 Vật Lí 10: Giả sử lực kéo của mỗi tàu kéo ở đầu bài đều có độ lớn bằng 8000 N và góc giữa hai dây cáp bằng 30^o.

a) Biểu diễn các lực kéo của mỗi tàu và hợp lực tác dụng vào tàu chở hàng.

b) Tính độ lớn của hợp lực của hai lực kéo.

c) Xác định phương và chiều của hợp lực.

d) Nếu góc giữa hai dây cáp bằng 90^o thì hợp lực của hai lực kéo có phương, chiều và độ lớn như thế nào?

Lời giải:

a)

b) Áp dụng quy tắc hình bình hành ta có:

F = $\sqrt{F_1^2+F_2^2+2F_1{F}_2\cos \alpha }$

= $\sqrt{{8000}^2+{8000}^2+\mathrm{2.8000.8000.}\cos {30}^o}$ ≈ 15455N

c) Đặt tên các đỉnh cho hình trên

Xét ∆ABC có AB = BC (do hai lực thành phần F₁ = F₂ = 8000N) nên ∆ABC là tam giác cân tại B. Suy ra $\widehat{CAB}=\widehat{ACB}$

Mặt khác $\widehat{DAC}=\widehat{ACB}$ tính chất góc so le trong ở trong hình bình hành ABCD.

⇒ $\widehat{DAC}=\widehat{CAB}=\frac{1}{2}\widehat{DAB}$ = 15°

Nên:

- Phương của hợp lực là phương xiên, hợp với phương nằm ngang một góc 15^o

- Chiều của hợp lực hướng về phía trước.

Hoặc có thể sử dụng định lí hàm số cosin trong tam giác ABC cũng có thể tính được.

d) Nếu góc giữa hai dây cáp bằng 90^o thì hợp lực của hai dây kéo có:

- Phương: phương xiên, hợp với phương nằm ngang một góc 45^o

- Chiều: hướng về phía trước

- Độ lớn: F = $\sqrt{F_1^2+F_2^2}$ = $\sqrt{{8000}^2+{8000}^2}$ ≈ 11314N