Có hai vật có khối lượng m1 và m2. Vật m1 được đặt ở đĩa cân bên trái, vật m2 được treo vào đĩa cân bên phải. Lúc đầu, cân thăng bằng. Sau đó, người ta nhúng vật m2 ngập hoàn toàn trong chất lỏng (hình 15.3). Cân còn thăng bằng nữa hay không? Nếu không thăng bằng thì cân sẽ lệch về phía nào? Vì sao?
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Gọi V1,V2 là thể tích của 2 quả cầu
FA1,FA2 là lực đẩy Acsimet tác dụng lên các qủa cầu
P1,P2 là trọng lượng của các quả cầu
P3 là trọng lượng của quả cân
Vì 2 quả cân có kối lượng bằng nhau nên:
D1.V1=D2.V2\frac{V2}{v1}=\frac{D1}{D2}=3
V2=3V1(1)
Do cân nằm thăng bằng nên ta có:
(P1-FA1)OA=(P2-FA2+P3)OB
Mà P3=FA2-FA1
10m1=(D4V2-D3V1).10
Thay (1)vào pt ta đc:
m1=(3D4-D3)V1(2)
Tương tự ở làn thứ 2 khi đổi vị trí 2 chất lỏng cho nhau
Gọi FA1',FA2'là lực đẩy Acsimet tác dụng lên 2 quả cầu khi đổi chỗ 2 chát lỏng
P3' là trọng lượng của quả cân có khối lượng m2
(P1-FA1')Oa=(P2-FA2'+P3')OB
MẶt khác: P3'=FA2'-FA1'
10m2=(D3V2-D4V1)10
m2=(3D3-D4)V1(3)
Từ 2 và 3
\frac{m1}{m2}=\frac{(3D4-D3)V1}{(3D3-D4)V1}
m1(3D3-D4)=m2(3D4-D3)
D3(3m1+m2)=D4(3m2+m1)
\frac{D3}{D4}=\frac{(3m1+m2)}{(3m2+m1)}=1,256
Do hai quả cầu có khối lượng bằng nhau , gọi \(V_1,V_2\) là thể tích của hai quả cầu, ta có:
\(D_1.V_1=D_2.V_2\) hay \(\frac{V_2}{V_1}=\frac{D_1}{D_2}=\frac{7,8}{2,6}=3\)
Gọi \(F_1\) và \(F_2\) là lực đẩy của Ac-si-met tác dụng vào quả cầu. Do cân bằng ta có:
\(\left(P_1-F_1\right).OA=\)\(\left(P_2+P-F_2\right).OB\)
Với \(P_1,P_2\) và \(P\) là trọng lượng của các vật và quả cân ; \(OA=OB;P_1=P_2\) từ đó suy ra:
\(P=F_1-F_2\) hay \(10.m_1\)\(=\left(D_4.V_2-D_3.V_1\right).10\)
Thay \(V_2=3V_1\) vào ta được : \(m_1=\left(3D_4.D_3\right).V_1\) \(\left(1\right)\)
Tương tự ta có:
\(\left(P_1-F'_1\right).OA=\)\(\left(P_2-P"-F'_2\right).OB\)
\(\Rightarrow P"=F'_2-F'_1\) hay \(10.m_2=\left(D_3.V_2-D_4.V_1\right).10\)
\(\Rightarrow m_2=\left(3D_3-D_4\right).V_1\) \(\left(2\right)\)
\(\frac{\left(1\right)}{\left(2\right)}=\frac{m_1}{m_2}=\frac{3D_4-D_3}{3D_3-D_4}\)\(\Rightarrow m_1.\left(3D_3-D_4\right)=\)\(m_2.\left(3D_4-D_3\right)\)
\(\Rightarrow\left(3.m_1+m_2\right).D_3=\)\(\left(3.m_2+m_1\right).D_4\)
\(\Rightarrow\frac{D_3}{D_4}=\frac{3m_2+m_1}{3m_1+m_2}=1,256\)
Quy tắc momen ngẫu lực:
\(M_A=M_B\Rightarrow OA\cdot F_A=OB\cdot F_B\)
\(\Rightarrow2OB\cdot m_1=OB\cdot m_2\Rightarrow2m_1=m_2\)
\(\Rightarrow m_2=2\cdot8=16kg\)
Vậy phải treo ở đầu B vật có khối lượng 16kg để thanh AB cân bằng.
Chọn đáp án C
Khi vật m 1 ở vị trí biên dưới, ta đặt lên một vật m 2 thì dao động chấm dứt → VTCB của hệ trùng với vị trí biên dưới → Độ biến dạng của lò xo tại vị trí này: Δ l = m 1 g k + A
Lúc này trọng lực cân bằng với lực đàn hồi của vật:
m 1 + m 2 g = k Δ l ⇔ 0 , 4 + 0 , 1 .10 = k 0 , 4.10 k + 0 , 04 ⇒ k = 25 N / m
Chu kì dao động ban đầu: T = 2 π m 1 k = 2 π 0 , 4 25 = 0 , 8 s
Sau khi nhúng vật \(m_2\) ngập hoàn toàn trong chất lỏng thì cân không còn thăng bằng.
-Do tác dụng của lực đẩy Ác-si-mét nên vật \(m_2\) bị đẩy lên.
-Khi đó: \(F_2< F_1\)
\(\Rightarrow\) Cân sẽ lệch về phía bên \(m_1\) nhiều hơn.