Giải Vật lí 10 trang 117 Bài tập chủ đề 5 CD

Giải Vật lí 10 trang 117 bài tập chủ đề 5 sách Cánh diều có đáp án chi tiết cho từng bài tập trong sách giáo khoa vật lí 10 Cánh diều. Mời các em học sinh cùng quý phụ huynh tham khảo.

Trang 117 SGK Vật Lí 10 CD

Bài 1 trang 117 Vật lí 10

Một chiếc tàu thủy neo tại một nơi trên đường xích đạo. Tính tốc độ góc và tốc độ của tàu thủy (so với tâm Trái Đất). Coi Trái Đất hình cầu có bán kính R = 6400 km và quay quanh trục với chu kì T = 24 giờ.

Lời giải

Chiếc tàu thủy neo tại một nơi trên đường xích đạo. Khi Trái Đất tự quay quanh trục thì coi như chiếc tàu chuyển động tròn đều với bán kính R = 6400 km với chu kì là T = 24 giờ.

Tốc độ của tàu: \(v = \frac{2\pi R}{T} = \frac{2\pi.6400.1000 }{24.60.60} = 465,4m/s\)

Tốc độ góc: \(\omega = \frac{v}{R} = \frac{465,4}{6400.1000} = 7,27.10^{-5} rad/s\)

Bài 2 trang 117 Vật lí 10

Hỏa Tinh quay quanh Mặt Trời một vòng hết 687 ngày, ở khoảng cách 2,3.10¹¹ m. Khối lượng của Hỏa Tinh là 6,4.10²³ kg. Tính

a) Tốc độ trên quỹ đạo của Hỏa Tinh.

b) Gia tốc hướng tâm của Hỏa Tinh.

c) Lực hấp dẫn mà Mặt Trời tác dụng lên Hỏa Tinh.

Lời giải

Ta có: 867 ngày = 867.86400 s; R = 2,3.10¹¹ m; m = 6,4.10²³ kg.

a) Tốc độ trên quỹ đạo của Hỏa Tính là: \(v = \omega .R = \frac{{2\pi }}{T}.R = \frac{{2\pi }}{{687.86400}}.2,{3.10^{11}} \approx 24346,54(m/s)\)

b) Gia tốc hướng tâm của Hỏa Tinh là:

\({a_{ht}} = \frac{{{v^2}}}{R} = \frac{{24346,{{54}^2}}}{{2,{{3.10}^{11}}}} \approx 5,{6.10^{ – 3}}(m/{s^2})\)

c) Lực hấp dẫn mà Mặt Trời tác dụng lên Hỏa Tinh chính là lực hướng tâm của Hỏa Tinh

=> \({F_{ht}} = m.{a_{ht}} = 6,{4.10^{23}}.2,{6.10^{ – 3}} = 16,{64.10^{20}}(N)\)

Vậy lực hấp dẫn mà Mặt Trời tác dụng Hỏa Tinh là 16,64.10²⁰ N.

Bài 3 trang 117 Vật lí 10

Một viên đá có khối lượng 0,2 kg được buộc vào sợi dây dài 30 cm và quay thành hình tròn trong mặt phẳng ngang. Biết rằng, sợi dây đứt khi lực căng dây vượt quá 0,8 N. Tính tốc độ tối đa mà viên đá được quay mà sợi dây vẫn chưa bị đứt.

Lời giải

Chọn hệ quy chiếu như hình vẽ

Theo định luật II Newton ta có: \(\overrightarrow P  + \overrightarrow T  = \overrightarrow {{F_{ht}}} \)   (1)

Từ hình vẽ ta có: R = l.sinα

Chiếu (1) lên trục Ox có:

\(\begin{array}{l}T.\sin \alpha  = {F_{ht}}\\ \Leftrightarrow T.\sin \alpha  = m.\frac{{{v^2}}}{R} \Leftrightarrow {v^2} = \frac{{T.\sin \alpha .R}}{m}\\ \Leftrightarrow {v^2} = \frac{{T.l.{{\sin }^2}\alpha }}{m} \Rightarrow {v_{\max }} \Leftrightarrow {T_{\max }},\sin \alpha  = 1\\ \Rightarrow {v_{\max }} = \sqrt {\frac{{{T_{\max }}.l}}{m}}  = \sqrt {\frac{{0,8.0,3}}{{0,2}}}  \approx 1,1(m/s)\end{array}\)

Bài 4 trang 117 Vật lí 10

Một vật chuyển động tròn với tốc độ không đổi. Các đại lượng: động năng, động lượng, lực hướng tâm, gia tốc hướng tâm (theo cả độ lớn và chiều) thay đổi như thế nào?

Lời giải

Khi vật chuyển động tròn với tốc độ không đổi:

+ Động năng không đổi về độ lớn, là giá trị đại số không có phương, chiều.

+ Động lượng không đổi về độ lớn, có hướng cùng hướng với vận tốc tại mỗi điểm.

+ Lực hướng tâm có độ lớn không đổi, hướng luôn hướng về tâm quỹ đạo chuyển động.

+ Gia tốc hướng tâm có độ lớn không đổi, hướng luôn hướng về tâm quỹ đạo.

Bài 5 trang 117 Vật lí 10

Một lò xo có độ cứng 25 N/m. Đặt lò xo thẳng đứng. Cố định đầu dưới của lò xo. Đầu trên của lò xo gắn với vật có khối lượng xác định. Lò xo bị nén 4,0 cm. Tìm khối lượng của vật. Lấy g = 9,8 m/s².

Lời giải

Ta có: K = 25 N/m; Δl = 4 cm = 0,04 m.

Khi cân bằng ta có

\(\begin{array}{l}P = {F_{dh}} \Leftrightarrow mg = K.\left| {\Delta l} \right|\\ \Rightarrow m = \frac{{K.\left| {\Delta l} \right|}}{g} = \frac{{25.0,04}}{{9,8}} \approx 0,1(kg)\end{array}\)