Bài 14.1, 14.2, 14.3, 14.4 trang 33,34 SBT Vật lí 10

14.1.

Hai vệ tinh nhân tạo I và II bay quanh Trái Đất trên quỹ đạo tròn bán kính lần lượt là r và 2r. Tốc độ của vệ tinh I là v₁. Hỏi tốc độ v₂ của vệ tinh II là bao nhiêu?

Phương pháp giải:

- Áp dụng công thức tính lực hấp dẫn \({F_{hd}} = G\dfrac{{{m_1}{m_2}}}{{{r^2}}}\)

- Áp dụng công thức tính lực hướng tâm \({F_{ht}} = \dfrac{{m{v^2}}}{r}\)

Lời giải chi tiết:

Ta có: lực hấp dẫn giữa vệ tinh và trái đất đóng vài trò là lực hướng tâm:

\({F_{ht}} = {F_{hd}} \\\to \dfrac{{m{v^2}}}{r} = G.\dfrac{{m.M}}{{{r^2}}} \\\to v = \sqrt {\dfrac{{G.M}}{r}} \)

Tỉ số tốc độ của hai vệ tinh: \(\dfrac{{{v_1}}}{{{v_2}}} = \sqrt {\dfrac{{{r_2}}}{{{r_1}}}}  = \sqrt {\dfrac{{2r}}{r}}  = \sqrt 2  \\\to {v_2} = \dfrac{{{v_1}}}{{\sqrt 2 }}\)

Chọn đáp án C

14.2.

Gia tốc rơi tự do trên bề mặt của Mặt Trăng là g = 1,6 m/s². Bán kính của Mặt Trăng là 1,7.10⁶ m. Chu kì của vệ tinh trên quỹ đạo gần Mặt Trăng gần đúng bằng

A_. 1,0_.10³ s.     B. 6,5.10³ s.    

C_. 5,0.10⁶ s.      D. 7,1.10¹²s.

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức

\({F_{ht}} = m\dfrac{{{v^2}}}{r}\)

\(T = \dfrac{{2\pi }}{\omega }\)

Lời giải chi tiết:

\({F_{ht}} = P \to m\dfrac{{{v^2}}}{r} = mg \to v = \sqrt {rg} \)

Chọn đáp án B

14.3.

Một người buộc một hòn đá vào đầu một sợi dây và quay sao cho cả dây và vật chuyển động tròn đều trong mặt phẳng nằm ngang. Muốn hòn đá chuyển động trên đường tròn bán kính 3 m với tốc độ 2 m/s thì người ấy phải giữ dây với một lực bằng 10 N. Khối lượng của hòn đá bằng

A. 22,5 kg.            B. 13,3 kg.        

C. 7,5 kg.              D. 0,13 kg.

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức 

\({a_{ht}} = \dfrac{{{v^2}}}{r}\)

\(F = m.a\)

Lời giải chi tiết:

\({a_{ht}} = \dfrac{{{v^2}}}{r} = \dfrac{{{2^2}}}{3} = \dfrac{4}{3}m/{s^2}\) 

Chọn đáp án C

14.4.

Một người buộc một hòn đá vào đầu một sợi dây rồi quay dây trong mặt phẳng thẳng đứng. Hòn đá có khối lượng 0,4 kg, chuyển động trên đường tròn bán kính 0,5 m với tốc độ góc không đổi 8 rad/s. Lấy g = 10 m/s². Hỏi lực căng của dây khi hòn đá ở đỉnh của đường tròn ?

A. 8,8 N.           B. 10,5 N.          

C. 12,8 N.         D. 19,6 N.

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức \({F_{ht}} = m{\omega ^2}r\)

Lời giải chi tiết:

\(\begin{array}{l}{F_{ht}} = T + mg \\\to m{\omega ^2}r = T + mg\\ \to T = m( - g + {\omega ^2}r) \\= 0,4.( - 10 + {8^2}.0,5) = 8,8N\end{array}\)

Chọn đáp án A

Loigiaihay.com