Giải Bài tập 26.1 trang 48 SBT Vật lý 10 Kết nối tri thức - KNTT

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức tính cơ năng \(W = \frac{1}{2}m{v^2}\)

Sử dụng công thức: F_ht = P + N

Lời giải chi tiết:

Chọn mốc tính thế năng tại mặt phẳng ngang.

Cơ năng tại đỉnh dốc: \(W_{1}=W_{d1}+W_{t1}=\frac{1}{2}m.0^{2}+mgh=mgh\)

Cơ năng tại điểm cao nhất của vòng tròn: \(W_{2}=W_{d2}+W_{t2}=\frac{1}{2}mv^{2}+mgD\)

Do bỏ qua ma sát nên cơ năng coi như bảo toàn:

\(W_{1}=W_{2}\Rightarrow mgh=\frac{1}{2}mv^{2}+mgD\Rightarrow v^{2}=2g(h-D)\)

Khi ô tô lên đỉnh cao nhất của vòng tròn, hợp lực của trọng lực và phản lực tác dụng lên ô tô đóng vai trò là lực hướng tâm (trọng lực và phản lực có phương thẳng đứng, hướng xuống):

\( F_{ht}=P+N\Rightarrow N=F_{ht}-P=m\frac{v^{2}}{r}-mg=m\frac{2g(h-D)}{\frac{D}{2}}-mg\)

Để ô tô không bị rơi khi lên đỉnh vòng tròn thì:

\( N\geq 0\Rightarrow m\frac{2g(h-D)}{\frac{D}{2}}-mg\geq 0\Rightarrow h-D\geq \frac{D}{4}\)

\( \Rightarrow h\geq \frac{5D}{4}\Rightarrow h_{min}=\frac{5D}{4}\).

Đáp án A

-- Mod Vật Lý 10 HỌC247