Vì sao vật treo trong xe tăng tốc ngang có thể nghiêng dây dù xe không đi lên hay xuống?

Giải thích nguyên lý

Vật treo cần gia tốc ngang cùng xe nếu nó đứng yên tương đối với xe. Lực căng dây khi ấy có thành phần ngang để tạo gia tốc và thành phần đứng cân bằng trọng lực. Dây không thể còn thẳng đứng nếu không có lực ngang khác mà xe vẫn tăng tốc.

Ví dụ tính từng bước

Vật 0,5 kg, xe gia tốc 2 m/s² sang phải, g = 10 m/s². Thành phần ngang lực căng là ma = 1 N, thành phần đứng mg = 5 N. Lực căng có độ lớn √26 ≈ 5,10 N; góc dây với phương đứng thỏa tanθ = 1/5, tức θ ≈ 11,3°. Điểm treo ở trước vật theo chiều gia tốc.

Điểm dễ hiểu sai

Không cần thêm một lực thật đẩy vật về sau trong hệ mặt đường. Độ nghiêng là trạng thái vật cùng gia tốc với xe, không phải vật hoàn toàn không có gia tốc.

Tự kiểm tra

Khi a = 0 trong cùng mô hình, dây trở lại phương đứng nếu vật đã ở trạng thái không đung đưa.

Điều kiện áp dụng

Vật đã ổn định tương đối với xe có gia tốc ngang không đổi; không mô tả giai đoạn dây còn dao động.

Đọc hình minh họa

Vật treo lệch về sau trong xe gia tốc phải; lực căng chếch lên phải và trọng lực xuống. Các thành phần lực căng được tính trong bài. Các mũi tên chỉ đại lượng theo nhãn; hình định tính không dùng để đo tỉ lệ lực hoặc độ dài. Các đồ thị đọc theo số liệu và đơn vị hai trục.

Học tiếp

Định luật II Newton viết dưới dạng vectơ thế nào Cô lập vật trước khi giải bài lực như thế nào