Một đĩa tròn phẳng, mỏng, đồng chất, bán kính R sẽ có điểm đặt của trọng lực tại tâm của đĩa

Trang trước Trang sau

Bài 2.62 trang 32 sách bài tập Vật lí 10: Một đĩa tròn phẳng, mỏng, đồng chất, bán kính R sẽ có điểm đặt của trọng lực tại tâm của đĩa. Hỏi khi khoét một lỗ tròn bán kính (hình 2.19) thì trọng tâm của đĩa sẽ ở vị trí nào?

Lời giải:

Trọng tâm của đĩa bị khoét là điểm đặt hợp lực của trọng lực P_K của hình tròn tâm K bán kính $\frac{R}{2}$ và trọng lực P_I của phần đĩa còn lại sau khi khoét đi hai lỗ tròn đối xứng qua I.

Một đĩa tròn phẳng, mỏng, đồng chất, bán kính R sẽ có điểm đặt của trọng lực tại tâm của đĩa

Ta có: $I K = O K + O I = \frac{R}{2}$

Vì đĩa phẳng đồng chất nên trọng lượng mỗi phần đĩa tỉ lệ với diện tích. Gọi P là trọng lượng của đĩa nguyên, ta có:

$\Rightarrow P_{K} = \frac{P}{4}; P_{I} = P - 2 P_{K} = \frac{P}{2}$

Áp dụng quy tắc hợp lực song song cùng chiều cho các trọng lực P_I và P_K, ta xác định được điểm đặt O của hợp lực sẽ chia đoạn thẳng IK theo tỉ lệ:

$\frac{O I}{O K} = \frac{P_{K}}{P_{I}} = \frac{\frac{P}{4}}{\frac{P}{2}} = \frac{1}{2} \Rightarrow O I = \frac{R}{6}$

Xem thêm các bài giải sách bài tập Vật lí lớp 10 sách Cánh diều hay, chi tiết khác:

Trang trước Trang sau

Giải bài tập lớp 10 Cánh diều khác