Bài tập chương 5

Bài tập chương 5 Bài tập chương 5 CÁC ĐỊNH LUẬT VỀ CHUYỂN ĐỘNG Conceptual Questions 1 If you hold a horizontal metal bar several centimeters above the ground and move it through grass, each leaf of gr[.]

Bài tập chương 5

CÁC ĐỊNH LUẬT VỀ CHUYỂN ĐỘNG

Conceptual Questions 1

If you hold a horizontal metal bar several centimeters abovethe ground and move it through grass, each leaf of grass bendsout of the way If you increase the speed of the bar, each leaf ofgrass will bend more quickly

How then does a rotary power lawn mower manage to cutgrass? How can it exert enough force on a leaf of grass to shear

it off?

Nếu bạn giữ một thanh kim loại nằm ngang dài vài cm trên mặtđất và di chuyển nó qua cỏ, các lá cỏ uốn cong ra khỏi đường

đi của thanh Nếu bạn tăng tốc độ của thanh, các lá cỏ sẽ uốncong nhanh hơn

Làm thế nào để một máy cắt cỏ bằng nguồn công suất quay cóthể cắt cỏ? Làm thế nào nó tạo ra công suất đủ lớn để cắt cỏ?

Another ans: If you spin fast enough, the impact of the glad will break the blade

of grass before it can move out of the way In the same way that if you kick an empty can, it will move out of the way, but if you shoot it with a gun, the bullet will cut through the can before it can move Keep in mind a mower blade turns at probably 10,000 RPMs

Conceptual Questions 3

In the motion picture It Happened One Night (Columbia

Pictures, 1934), Clark Gable is standing inside a stationary bus

in front of Claudette Colbert, who is seated The bus suddenlystarts moving forward and Clark falls into Claudette’s lap.Why did this happen?

Trong bộ phim chuyển thể Happened One Night (ColumbiaPictures, 1934), Clark Gable đang đứng bên trong một chiếc xebuýt dừng ở phía trước của Claudette Colbert, người đangngồi Xe buýt đột ngột bắt đầu tiến lên và Clark rơi vào lòngClaudette Tại sao điều này xảy ra?

Conceptual Questions 4

If a car is traveling due westward with a constant speed of 20m/s, what is the resultant force acting on it?

Nếu một chiếc xe đang di chuyển về phía tây với tốc độ khôngđổi là 20 m / s, tổng lực tác động lên nó như thế nào?

The resultant force is zero, as the acceleration is zero.

Conceptual Questions 5

A passenger sitting in the rear of a bus claims that she wasinjured when the driver slammed on the brakes, causing asuitcase to come flying toward her from the front of the bus Ifyou were the judge in this case, what disposition would youmake? Why?

Một hành khách ngồi phía sau xe buýt khẳng định rằng cô đã

bị thương khi người lái xe thắng phanh, khiến một chiếc va li ởphía trước của xe buýt bay về phía cô

Nếu bạn là thẩm phán, bạn sẽ xử lý trường hợp này như thếnào? Giải thích?

Conceptual Questions 7

A person holds a ball in her hand

(a) Identify all the external forces acting on the ball and the

Newton’s third-law reaction force to each one

(b) If the ball is dropped, what force is exerted on it while it is

falling? Identify the reaction force in this case (Ignore airresistance.)

Một người giữ quả bóng trong tay.

a) Tìm tất cả các ngoại lực tác động lên quả bóng và các cặp

phản lực

b) Nếu quả bóng rơi, lực tác động lên nó trong khi rơi là lực

nào? Tìm phản lực trong trường hợp này (Bỏ qua sức cảnkhông khí)

Conceptual Questions 9

A rubber ball is dropped onto the floor What force causes theball to bounce?

Một quả bóng cao su rơi xuống sàn Lực nào làm cho quả bóngbật lên?

Conceptual Questions 16

In Figure CQ5.16, the light, taut, unstretchable cord B joins block 1 and the largermass block 2 Cord A exerts a force on block 1 to make it accelerate forward.

(a) How does the magnitude of the force exerted by cord A on

block 1 compare with the magnitude of the force exerted by cord B on block 2? Is it larger, smaller, or equal?

(b) How does the acceleration of block 1 compare with the

acceleration (if any) of block 2?

(c) Does cord B exert a force on block 1? If so, is it forward or

backward? Is it larger, smaller, or equal in magnitude to the force exerted by cord B on block 2?

Trong hình CQ5.16, khối 1 và khối 2 𝑚2 > 𝑚1 được nối bởi dây

B nhẹ, không giãn Tác dụng lên khối 1 bằng cách kéo dây A để khối di chuyển về phía trước.

a) Độ lớn lực tác động của dây A trên khối 1 so với độ lớn lực tác

động của dây B lên khối 2 như thế nào? Nó lớn hơn, nhỏ hơn hay bằng nhau?

b) Gia tốc của khối 1 so với gia tốc (nếu có) của khối 2 như thế

nào?

c) Dây B có tác dụng lên lực lên khối 1 không? Nếu có, hướng nó

như thế nào? Nó lớn hơn, nhỏ hơn, hoặc bằng lực do dây B tác dụng lên khối 2?

Conceptual Questions 21

Identify action–reaction pairs in the following situations:(a) a man takes a step

(b) a snowball hits a girl in the back

(c) a baseball player catches a ball

(d) a gust of wind strikes a window

Xác định các cặp lực- phản lực trong các tình huống sau:a) một người đàn ông đang đi

b) quả bóng tuyết chạm vào một cô gái ở sau lưng

c) một cầu thủ bóng chày bắt bóng

d) một cơn gió thổi một cửa sổ

(a) the resultant force acting on the object

(b) the magnitude of the resultant force

Problems 9

Review The gravitational force exerted on a baseball is 2.21 N

down A pitcher throws the ball horizontally with velocity 18.0m/s by uniformly accelerating it along a straight horizontal linefor a time interval of 170 ms The ball starts from rest

(a) Through what distance does it move before its release?

(b) What are the magnitude and direction of the force the

pitcher exerts on the ball?

Ôn tập Lực hấp dẫn tác động lên bóng chày là 2,21 N theophương hướng xuống Đầu tiên bóng ở trạng thái nghỉ Mộtcầu thủ đánh bóng để quả bóng di chuyển theo phương ngangvới vận tốc 18,0 m / s với gia tốc không đổi theo phương thẳngđứng trong khoảng thời gian 170 ms.

a) Tính quãng đường bóng di chuyển trong khoảng thời gian

trên?

b) Tìm độ lớn và hướng của lực tác dụng lên quả bóng do

người đánh bóng gây ra?

Problems 11

Review An electron of mass 9.11 × 10−31 𝑘𝑔 has an initialspeed of 3.00 × 105 m/s It travels in a straight line, and itsspeed increases to 7.00 × 105 m/s in a distance of 5.00 cm.Assuming its acceleration is constant,

(a) determine the magnitude of the force exerted on the

electron

(b) compare this force with the weight of the electron, which

we ignored

Ôn tập Một electron có khối lượng 9.11 × 10−31 𝑘𝑔 có tốc độban đầu là 3.00 × 105 m/s Nó đi theo một đường thẳng, vàtốc độ của nó tăng lên đến 7.00 × 105 m/s trong khoảng cách5.00 cm Giả sử gia tốc của nó là hằng số,

a) Xác định độ lớn của lực tác dụng lên electron, bỏ qua trọng

lượng của electron

b) So sánh lực này với trọng lượng của electron

Problems 17

An object of mass m is dropped at t = 0 from the roof of a building of

height h While the object is falling, a wind blowing parallel to the face of the building exerts a constant horizontal force F on the object.

(a) At what time t does the object strike the ground? Express t in terms of

g and h.

(b) Find an expression in terms of m and F for the acceleration ax of the

object in the horizontal direction (taken as the positive x direction).

(c) How far is the object displaced horizontally before hitting the ground?

Answer in terms of m, g, F, and h.

(d) Find the magnitude of the object’s acceleration while it is falling, using

the variables F, m, and g.

Một vật m được thả tại thời điểm t = 0 từ mái nhà có chiều cao

h so với mặt đất Trong khi vật đang rơi, gió thổi tạo ra lực Ftheo phương ngang tác động lên vật

a) Sau bao lâu vật chạm đất? Tính thời gian theo g và h

b) Tìm biểu thức liên hệ bởi m và F cho gia tốc của vật theo

phương ngang (lấy như chiều dương x)

c) Tìm quãng đường theo phương ngang vật đi được từ lúc thả

đến lúc chạm đất? Tính theo biến m, g, F, và h

d) Tìm độ lớn gia tốc của vật khi nó rơi, theo các biến F, m và

g

Problems 23

A 1 000-kg car is pulling a 300-kg trailer Together, the car andtrailer move forward with an acceleration of 2.15 Τ𝑚 𝑠2 Ignoreany force of air drag on the car and all friction forces on thetrailer Determine

(a) The net force on the car,

(b) the net force on the trailer,

(c) the force exerted by the trailer on the car, and

(d) the resultant force exerted by the car on the road

Một chiếc xe 1000 kg đang kéo một toa 300 kg Xe và toacùng di chuyển về phía trước với gia tốc 2,15 𝑚 𝑠Τ 2 Bỏ qualực cản do không khí tác dụng lên xe và tất cả các lực ma sáttác dụng lên xe kéo Xác định

a) Tổng lực tác dụng lên xe,

b) Tổng lực tác dụng lên toa,

c) lực do toa tác dụng lên xe,

d) lực do đường tác dụng lên xe

Problems 25

Review Figure P5.25 shows a worker poling a boat—a very

efficient mode of transportation— across a shallow lake Hepushes parallel to the length of the light pole, exerting a force

of magnitude 240 N on the bottom of the lake Assume the polelies in the vertical plane containing the keel of the boat At onemoment, the pole makes an angle of 35.0° with the vertical andthe water exerts a horizontal drag force of 47.5 N on the boat,opposite to its forward velocity of magnitude 0.857 m/s Themass of the boat including its cargo and the worker is 370 kg

(a) The water exerts a buoyant force vertically upward on the

boat Find the magnitude of this force

(b) Model the forces as constant over a short interval of time to

find the velocity of the boat 0.450 s after the momentdescribed

Ôn tập Hình P5.25 cho thấy một người chèo thuyềntrên một hồ nước nông Xét tại một thời điểm, ta có

mô hình: mái chèo tạo ra lực 240 N, hợp vớiphương thẳng đứng 1 góc 35,0 ° lên đáy hồ và nướctác động lên thuyền một lực cản 47,5 N theophương nằm ngang Thuyền đi tới với tốc độ 0,857

m / s Khối lượng thuyền bao gồm hàng hoá vàngười là 370 kg

a) Tìm phản lực do nước tác dụng lên thuyền

b) Giả sử các lực tác dụng lên thuyền không đổi,

tìm vận tốc của thuyền sau thời gian 0,450 giây

Problems 27

Figure P5.27 shows the horizontal forces acting on a sailboatmoving north at constant velocity, seen from a point straightabove its mast At the particular speed of the sailboat, the waterexerts a 220-N drag force on its hull and 𝜃 = 40.00 For each

of the situations (a) and (b) described below, write twocomponent equations representing Newton’s second law Then

solve the equations for P (the force exerted by the wind on the sail) and for n (the force exerted by the water on the keel).

a) Choose the x direction as east and the y direction as north b) Now choose the x direction as 𝜃 = 40.00 north of east and

the y direction as 𝜃 = 40.00 west of north

c) Compare your solutions to parts (a) and (b) Do the results

agree? Is one method significantly easier?

Hình P5.27 mô tả sơ đồ các lực tác động lên một chiếc thuyềnbuồm di chuyển về phía bắc ở tốc độ không đổi Lực kéo củanước lên thân thuyền là 220 N và 𝜃 = 40.00 Chọn hai hệ trụctọa độ theo (a) và (b), viết phương trình chiếu theo định luậtthứ hai của Newton Sau đó, giải phương trình tính P (lực dogió tác dụng lên thuyền) và n (phản lực của nước lên đáythuyền).

Chọn hệ trục tọa độ : hướng x : hướng đông và hướng y :hướng bắc

Chọn hệ trục tọa độ : hướng x : hướng đông bắc, hợp với đông

1 góc 𝜃 = 40.00 và hướng y : hướng tây bắc hợp với tây 1góc= 40.00

So sánh đáp án phần (a) và (b) Cách nào dễ tính hơn?

Problems 29

Assume the three blocks portrayed in Figure P5.29 move on africtionless surface and a 42-N force acts as shown on the 3.0-

kg block Determine

(a) the acceleration given this system,

(b) the tension in the cord connecting the 3.0-kg and the 1.0-kg

blocks, and

(c) The force exerted by the 1.0-kg block on the 2.0-kg block

Một cơ hệ cho như hình P5.29 Các vật trượt không ma sát trênmặt ngang và lực tác dụng vào khối 3kg là 42N Xác định

(a) gia tốc của hệ,

(b) lực căng dây giữa khối 3kg và 1kg và

(c) lực tác dụng của khối 1kg lên khối 2kg

Problems 32

A 3.00-kg object is moving in a plane, with its x and y

coordinates given by 𝑥 = 5𝑡2 − 1 and 𝑦 = 3𝑡3 + 2, where x and y are in meters and t is in seconds Find the magnitude of

the net force acting on this object at

t = 2.00 s

Một vật 3.00 kg đang di chuyển trên mặt phẳng với tọa độ x và

y được cho bởi phương trình

Problems 35

Two people pull as hard as they can on horizontal ropesattached to a boat that has a mass of 200 kg If they pull in thesame direction, the boat has an acceleration of 1.52 𝑚 𝑠Τ 2 tothe right If they pull in opposite directions, the boat has anacceleration of 0.518 𝑚 𝑠Τ 2 to the left What is the magnitude

of the force each person exerts on the boat? Disregard anyother horizontal forces on the boat

Hai người kéo mạnh nhất có thể trên các dây ngang gắn trênmột chiếc thuyền có trọng lượng 200 kg Nếu họ kéo theo cùngmột hướng, thuyền có gia tốc 1.52 𝑚 𝑠Τ 2 về bên phải Nếu họkéo hướng ngược nhau, thuyền có gia tốc 0.518 𝑚 𝑠Τ 2 về bêntrái Tìm độ lớn lực do mỗi người tác động lên thuyền? Bỏ quacác lực ngang khác tác dụng lên thuyền.

Problems 36

Figure P5.36 shows loads hanging from the ceiling of anelevator that is moving at constant velocity Find the tension ineach of the three strands of cord supporting each load

Các quả nặng được treo trên các dây nối với trần của thangmáy, biết thang máy đang di chuyển với tốc độ không đổi (hình P5.36 ) Tính giá trị các lực căng dây T1 , T2 , T3 ở 2trường hợp.

Problems 40

An object of mass 𝑚1 = 5.00𝑘𝑔 placed on africtionless, horizontal table is connected to astring that passes over a pulley and then isfastened to a hanging object of mass 𝑚2 =9.00𝑘𝑔 as shown in Figure P5.40

(a) Draw free-body diagrams of both objects.Find

(b) the magnitude of the acceleration of theobjects and

(c) the tension in the string

Hệ gồm: vật 1 có khối lượng 𝑚1 = 5.00 𝑘𝑔trượt trên mặt phẳng ngang không có ma sát,nối với vật 2 𝑚2 = 9.00 𝑘𝑔 bằng một dâynhẹ, không giãn, vắt qua ròng rọc xem nhưkhông khối lượng như hình P5.40

(A)Vẽ sơ đồ lực

(B)Tính gia tốc của các vật

(C)Tính lực căng dây

Problems 42

Hệ gồm: vật 2 có khối lượng 𝑚2 = 6.00 𝑘𝑔trượt trên mặt phẳng nghiêng 𝜃 = 55.00 không

có ma sát, nối với vật 1 𝑚1 = 2.00 𝑘𝑔 bằng mộtdây nhẹ, không giãn, vắt qua ròng rọc xem nhưkhông khối lượng như hình P5.40

Problems 43

Two blocks, each of mass m = 3.50 𝑘𝑔, are hung fromthe ceiling of an elevator as in Figure P5.43

(a) If the elevator moves with an upward acceleration 𝑎Ԧ

of magnitude 1.60 𝑚 𝑠Τ 2, find the tensions 𝑇1 and

𝑇2 in the upper and lower strings

(b) If the strings can withstand a maximum tension of

85.0 N, what maximum acceleration can theelevator have before a string breaks?

Hai khối, mỗi khối có khối lượng m = 3,50

𝑘𝑔, được treo lên trần của thang máy nhưhình P5.43

Nếu thang máy di chuyển với gia tốc hướnglên 𝑎 có độ lớn 1.60Ԧ 𝑚 𝑠Τ 2, tìm độ lớn của lựccăng dây 𝑇1 , 𝑇2

Nếu dây có thể chịu được sức căng cực đại là85,0 N, tìm gia tốc cực đại mà thang máy cóthể đạt được trước khi dây bị đứt

Problems 45

In the system shown in Figure P5.45, a horizontal force 𝐹𝑥 acts on an object of mass 𝑚2 = 8.00 𝑘𝑔 The horizontal surface is frictionless Consider the

acceleration of the sliding object as a function of Fx (a) For what values of Fx does the object of mass

𝑚1 = 2.00 𝑘𝑔 accelerate upward?

(b) For what values of Fx is the tension in the cord

zero?

(c) Plot the acceleration of the 𝑚2 object versus Fx.

Include values of Fx from 2100 N to 1100 N.

Cho cơ hệ như hình vẽ, tác dụng lực theo phương ngang Fxvào vật m2 = 8kg, mặt ngang không ma sát Xem như gia tốctrượt của vật là hàm phụ thuộc Fx.

(a) Giá trị Fx như thế nào để vật m1 = 2kg có thể đi lên?

(b) Giá trị Fx như thế nào để lực căng trên dây bằng 0

(c) Vẽ đồ thị a2 (gia tốc của m2) theo Fx với giá trị lực Fx trong

khoảng –100N đến +100N