Chương 6 CHUYỂN ĐỘNG TRÒN VÀ CÁC ỨNG DỤNG KHÁC CỦA CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON Ch. Conceptual Questions Problems 6 3, 4, 5, 8, 11 1, 3, 6, 8, 14, 16, 19, 21, 23, 28, 30, 39, 51, 56, 63 Conceptual Questions 3 An object executes circular motion with constant speed whenever a net force of constant magnitude acts perpendicular to the velocity. What happens to the speed if the force is not perpendicular to the velocity? Một vật chuyển động tròn với tốc độ không đổi khi tổng lực tác dụng có độ lớn không đổi và vuông góc với vận tốc. Điều gì xảy ra nếu lực không vuông góc với vận tốc? Answer CQ6.3 The speed changes.
The tangential force component causes tangential acceleration. Conceptual Questions 4 Describe the path of a moving body in the event that (a) its acceleration is constant in magnitude at all times and perpendicular to the velocity, and (b) its acceleration is constant in magnitude at all times and parallel to the velocity. Mô tả đường đi của một vật chuyển động trong các trường hợp sau: (a) độ lớn gia tốc của nó là hằng số tại mọi thời điểm và vuông góc với vận tốc (b) độ lớn gia tốc của nó là hằng số tại mọi thời điểm và song song với vận tốc.4 (a) The object will move in a circle at a constant speed. (b) The object will move in a straight line at a changing speed.
Conceptual Questions 5 The observer in the accelerating elevator of Example 5.8 would claim that the “weight” of the fish is T, the scale reading, but this answer is obviously wrong. Why does this observation differ from that of a person outside the elevator, at rest with respect to the Earth? Người quan sát trong thang máy chuyển động có gia tốc như trong ví dụ 5.8 cho rằng “trọng lượng" của con cá là T, theo cách đọc thang đo, nhưng câu trả lời này rõ ràng là sai. Tại sao quan sát này lại khác với quan sát của một người ở ngoài thang máy, người đó đang đứng yên trên mặt đất? Answers CQ6.5 The person in the elevator is in an accelerating reference frame. The apparent acceleration due to gravity, “g,” is changed inside the elevator.
“g” = g ± a Conceptual Questions 8 Consider a small raindrop and a large raindrop falling through the atmosphere. (a) Compare their terminal speeds. (b) What are their accelerations when they reach terminal speed? Xét một giọt mưa nhỏ và một giọt mưa lớn rơi trong không khí. So sánh tốc độ cuối cùng của chúng.
Gia tốc của chúng bằng bao nhiêu khi chúng đạt đến tốc độ cuối cùng? Answers CQ6.8 (a) The larger drop has higher terminal speed. In the case of spheres, the text demonstrates that terminal speed is proportional to the square root of radius. (b) When moving with terminal speed, an object is in equilibrium and has zero acceleration. Conceptual Questions 11 “If the current position and velocity of every particle in the Universe were known, together with the laws describing the forces that particles exert on one another, the whole future of the Universe could be calculated.
The future is determinate and preordained. Free will is an illusion.” Do you agree with this thesis? Argue for or against it. "Nếu biết vị trí và vận tốc hiện tại của mỗi hạt trong Vũ trụ, cùng với các định luật mô tả các lực mà các hạt tác động lên nhau, thì toàn bộ tương lai của Vũ trụ có thể được tính toán. Tương lai là quyết định và được định trước.
Ý chí tự do là một ảo tưởng. “ Bạn có đồng ý với luận án này? Nếu không, nêu lý do.11 The current consensus is that the laws of physics are probabilistic in nature on the fundamental level. For example, the Uncertainty Principle (to be discussed later) states that the position and velocity (actually, momentum) of any particle cannot both be known exactly, so the resulting predictions cannot be exact. For another example, the moment of the decay of any given radioactive atomic nucleus cannot be predicted, only the average rate of decay of a large number of nuclei can be predicted—in this sense, quantum mechanics implies that the future is indeterminate.
How the laws of physics are related to our sense of free will is open to debate. Problems 1 A light string can support a stationary hanging load of 25 kg before breaking. An object of mass m = 3.00 kg attached to the string rotates on a frictionless, horizontal table in a circle of radius r = 0.800 m, and the other end of the string is held fixed as in Figure P6. What range of speeds can the object have before the string breaks? Một dây nhẹ có thể treo được tối đa một vật nặng 25kg.
Một đầu dây đính cố định, đầu còn lại nối với một vật có khối lượng m = 3kg và quay tròn vật trên mặt bàn nằm ngang ( bỏ qua ma sát). Tốc độ của vật bằng bao nhiêu để dây không bị đứt. Problems 3 In the Bohr model of the hydrogen atom, an electron moves in a circular path around a proton. The speed of the electron is approximately 2.
Find (a) the force acting on the electron as it revolves in a circular orbit of radius 0.10-10m and (b)the centripetal acceleration of the electron. Trong mô hình nguyên tử hydro của Bohr, một electron di chuyển theo đường tròn xung quanh một proton. Tốc độ của electron là xấp xỉ 2. Lực tác động lên electron khi nó quay quanh quỹ đạo tròn bán kính 0.
Gia tốc hướng tâm của electron. Problems 6 A car initially traveling eastward turns north by traveling in a circular path at uniform speed as shown in Figure P6. The length of the arc ABC is 235 m, and the car completes the turn in 36. (a) What is the acceleration when the car is at B located at an angle of 35.00? Express your answer in terms of the unit vectors 𝑖መ and 𝑗. Determine (b) the car’s average speed and (c) its average acceleration during the 36.
Một ô tô ở thời điểm ban đầu đang đi về hướng đông thì bắt đầu quẹo về hướng bắc theo 1 quỹ đạo tròn với tốc độ không đổi như hình. Chiều dài của cung tròn ABC là 235m, ô tô đó hoàn thành cú quẹo trong 36s. (a) Tính gia tốc của xe khi nó ở B – tọa độ góc 35o. (b) Tính tốc độ trung bình của xe và (c) gia tốc trung bình của xe trong khoảng thời gian 36s.
Problems 8 Consider a conical pendulum (Fig.8) with a bob of mass m= 80.0 kg on a string of length L=10.0 m that makes an angle of 𝜃 = 5.000 with the vertical. Determine (a) the horizontal and vertical components of the force exerted by the string on the pendulum and (b) the radial acceleration of the bob. Cho hệ chuyển động như hình. Hệ gồm một vật khối lượng m = 80 kg được treo bởi một sợi dây nhẹ L=10m.
Vật tạo với phương thẳng đứng một góc 𝜃 = 50 và quay tròn trên mặt phẳng nằm ngang. Lực căng dây theo phương thẳng đứng và theo phương nằm ngang b. Gia tốc hướng tâm của vật m Problems 14 A 40.0-kg child swings in a swing supported by two chains, each 3. The tension in each chain at the lowest point is 350 N.
Find (a) the child’s speed at the lowest point and (b)the force exerted by the seat on the child at the lowest point. (Ignore the mass of the seat) Một đứa trẻ nặng 40 kg đu đưa xích đu gồm 2 sợi dây như hình. Biết mỗi sợi dây dài 3m. Lực căng dây của mỗi sợi dây tại điểm thấp nhất là 350N.Tìm (a) Tốc độ của trẻ tại điểm thấp nhất (b) Lực tác động bởi chỗ ngồi lên đứa trẻ ở điểm thấp nhất.
(Bỏ qua khối lượng chỗ ngồi.) Problems 16 A roller-coaster car (Fig.16) has a mass of 500 kg when fully loaded with passengers. The path of the coaster from its initial point shown in the figure to point B involves only up-and-down motion (as seen by the riders), with no motion to the left or right. (a) If the vehicle has a speed of 20.0 m/s at point A, what is the force exerted by the track on the car at this point? (b)What is the maximum speed the vehicle can have at point B and still remain on the track? Assume the roller-coaster tracks at points A and B are parts of vertical circles of radius r1 =10. Một xe trượt chứa đầy hành khách có khối lượng 500 kg trượt trên đường ray như hình P6.
Problems 19 An adventurous archeologist (m=85.0 kg) tries to cross a river by swinging from a vine. The vine is 10.0 m long, and his speed at the bottom of the swing is 8. The archeologist doesn’t know that the vine has a breaking strength of 1000 N. Does he make it across the river without falling in? Một người rảnh rảnh nào đó (nặng 85kg) muốn thử băng qua dòng sông bằng các đu 1 cái dây leo.
Biết dây leo dài 10m, tốc độ của anh ta tại điểm cuối của dây là 8m/s. Anh ta không biết rằng dây bị đứt nếu nó lực căng dây đạt 1000N. Hỏi anh ta có băng qua được dòng sông mà không bị rớt xuống nước không? Problems 21 An object of mass m=0.500 kg is suspended from the ceiling of an accelerating truck as shown in Figure P6.0 0 m/s2, find (a) the angle θ that the string makes with the vertical and (b) the tension T in the string. Một vật khối lượng m = 0.5 kg được treo lơ lửng từ trần của một xe tải đang chuyển động có gia tốc a= 3 𝑚Τ𝑠2 như hình P6.
Lực căng dây T Problems 23 Một người đứng trên cái cân đặt trong thang máy. Khi thang máy đi lên, cân có chỉ số 591N. Khi thang máy đi xuống, chỉ số của cân là 391N. Giả sử gia tốc thang máy là như nhau trong suốt quá trình hoạt động.
Độ lớn trọng lực của người b. Khối lượng của người c. Gia tốc thang máy Problems 28 A skydiver of mass 80.0 kg jumps from a slow-moving aircraft and reaches a terminal speed of 50. (a) What is her acceleration when her speed is 30.0 m/s? What is the drag force on the skydiver when her speed is (a) 50.