Công Thức Tính Lực Căng Dây Trong Vật Lý
Lực căng dây có khả năng làm thay đổi tốc độ của vật hoặc làm biến dạng vật đó. Để đo lực căng của sợi dây, bạn cần nắm được công thức tính lực căng dây.
Bên cạnh đó, cần tính xem sợi dây được sử dụng có chịu được lực căng của vật va đập hay không trước khi nới lỏng thanh đỡ. Cùng Mecsu tìm hiểu lực căng dây cùng bài tập cụ thể trong bài viết này nhé!
Xác định lực căng dây khi không có máy đo lực căng
Chúng ta cần hiểu rằng lực căng dây là lực do dây, cáp hoặc vật tương tự tác dụng lên (các) vật khác. Khi một vật treo, kéo, đỡ hoặc đu trên sợi dây, nó sẽ tạo ra lực căng của sợi dây.
Khi không có đồng hồ đo lực căng để xác định lực căng dây thì ta dùng phương pháp căng dây đơn để tính
Đầu tiên ta xác định lực căng ở hai đầu sợi dây. Lực căng của dây là thông số cho biết hai đầu của sợi dây phải chịu lực căng.
Công thức: Lực căng = Gia tốc x Khối lượng.
Hiện tượng xảy ra: sợi dây bị căng rất căng, rồi thay đổi trọng lượng thì gia tốc của vật sẽ tác dụng vào công của lực kéo dây.
Hệ số gia tốc là do vật đang đứng yên dưới tác dụng của lực thì hệ vẫn chịu lực.
Khi đó lực căng của dây (T) được tính theo công thức sau:
T = (m × g) + (m × a)
g: gia tốc trọng trường của các vật trong hệ
a: Gia tốc riêng của vật.
Cần cho rằng sợi dây ở trạng thái lý tưởng (sợi dây đang sử dụng rất bền, chất lượng không đáng kể, không đàn hồi hoặc bị đứt).
Ví dụ tính toán gia tốc tác dụng. Khi đó, không chỉ có trọng lực ảnh hưởng đến lực căng của sợi dây mà còn có các lực khác liên quan đến gia tốc của vật được giữ bởi sợi dây.
Nếu tác dụng của lực làm thay đổi chuyển động của dây treo thì gia tốc của vật sẽ làm lực căng dây tăng lên.
Về mặt vật lý, việc sử dụng các phương pháp thủ công để xác định độ căng của dây không phải là điều mà ai cũng có thể đo được, và trong nhiều trường hợp, sai số rất lớn.
Bài tập về lực căng dây
Bài 1: Một con lắc đơn gồm quả cầu nhỏ khối lượng 50g) treo vào một đầu dây mảnh dài 1 (m). Lấy g=9,8 m/s2, kéo con lắc ra khỏi vị trí cân bằng một góc a0=600 rồi buông ra để con lắc chuyển động với vận tốc ban đầu bằng không.
a) Tính vận tốc và lực căng dây tại vị trí biên và vị trí cân bằng
b) Tính vận tốc và lực căng dây tại vị trí có góc lệch so với phương thẳng đứng
Đáp án:
a) Tính vận tốc, lực căng dây
Tại vị trí cân bằng a=0:
Vận tốc: 3,13 m/s
Lực căng dây: 0,98 (N)
Tại vị trí biên a=600
Vận tốc: 0 m/s
Lực căng dây: 0,245 (N)
b) Tại vị trí có góc lệch so với phương thẳng đứng nên li độ
Vận tốc: 2,68 m/s
Lực căng dây: T=0,783
Hy vọng với công thức tính lực căng dây cùng bài tập mà Mecsu đã chia sẻ, sẽ giúp bạn có thể hiểu và áp dụng vào học tập cũng như trong công việc của mình nhé.
Nguồn: #MecsuBlog