Đồ chơi “Con lật đật” có cấu tạo gồm hai mặt cầu: Mặt cầu lớn có khối lượng M bán
Đồ chơi “Con lật đật” có cấu tạo gồm hai mặt cầu: Mặt cầu lớn có khối lượng M bán kính R và mặt cầu nhỏ có khối lượng m bán kính r. Dưới đáy mặt cầu lớn có gắn chặt một tấm kim loại khối lượng \({m_1}\) (hình vẽ). Xác định giá trị nhỏ nhất của \({m_1}\) để “Con lật đật” luôn luôn có thể tự trở về tư thế thẳng đứng khi bị xô lệch? Biết rằng: \(m = 50\,\,g\) và \(R = 2r = 4\,\,cm\). Coi bề dày của tấm kim loại là không đáng kể.
Đáp án đúng là: D
Quảng cáo
Áp dụng tính chất tam giác đồng dạng
Momen lực: \(M = F.d\)
Vật cân bằng khi: \({M_1} = {M_2}\)
Coi bề dày của tấm kim loại không đáng kể → trọng tâm của tấm kim loại được đặt tại đáy mặt cầu lớn
Áp dụng tính chất đồng dạng trong tam giác, ta có:
\(\dfrac{{{d_{{P_1}}}}}{{{d_P}}} = \dfrac{R}{{R + r}}\)
Nhận xét: giá của trọng lực P0 đi qua trục quay tạm thời O nên không gây momen lực
Momen các lực tác dụng lên vật đối với trục quay tạm thời O là:
\(\begin{array}{l}{M_{{P_1}}} = {P_1}.{d_{{P_1}}} = 10{m_1}.{d_{{P_1}}}\\{M_P} = P.{d_P} = 10m.{d_P}\end{array}\)
Con lật đật có thể trở về trạng thái ban đầu khi:
\(\begin{array}{l}{M_{{P_1}}} > {M_P} \Rightarrow 10{m_1}{d_{{P_1}}} > 10m.{d_P}\\ \Rightarrow {m_1} > m.\dfrac{{{d_P}}}{{{d_{{P_1}}}}} \Rightarrow {m_1} > m.\dfrac{{R + r}}{R}\end{array}\)
Thay số ta có:
\({m_1} > 50.\dfrac{{4 + 2}}{4} \Rightarrow {m_1} > 75\,\,\left( g \right)\)
Đáp án cần chọn là: D
PH/HS 2K10 THAM GIA NHÓM ĐỂ CẬP NHẬT ĐIỂM THI, ĐIỂM CHUẨN MIỄN PHÍ!
>> Học trực tuyến lớp 9 và Lộ trình UP10 trên Tuyensinh247.com Đầy đủ khoá học các bộ sách: Kết nối tri thức với cuộc sống; Chân trời sáng tạo; Cánh diều. Lộ trình học tập 3 giai đoạn: Học nền tảng lớp 9, Ôn thi vào lớp 10, Luyện Đề. Bứt phá điểm lớp 9, thi vào lớp 10 kết quả cao. Hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả. PH/HS tham khảo chi tiết khoá học tại: Link
 |
 |
 |
 |
 |
 |
Hỗ trợ - Hướng dẫn
-
024.7300.7989
-
1800.6947
(Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)
Email: lienhe@tuyensinh247.com
