Đề bài
Một vận động viên dùng tay nâng một quả tạ đẩy bằng sắt có khối lượng S kg và giữ quả tạ cân bằng sao cho cẳng tay vuông góc với phần trên của cánh tay (Hình 1.8). Cơ bắp tay gắn liền với một trong các xương cẳng tay, tạo ra lực hướng lên trên giúp nâng vật. Lấy gia tốc rơi tự do là g = 9,8 m/s2.
Điền số thích hợp vào chỗ trống trong các câu sau (số cần điền được làm tròn đến chữ số thập phân đầu tiên).
Câu 1.Lực do bàn tay tác dụng lên quả tạ có độ lớn ……..N.
Lời giải chi tiết
Để giải quyết bài toán này, chúng ta cần hiểu rõ các lực tác động lên quả tạ khi vận động viên giữ quả tạ ngang vai. Khi đó, lực do bàn tay tác dụng để giữ quả tạ cân bằng phải có độ lớn bằng trọng lực của quả tạ. Chúng ta sẽ tính trọng lực của quả tạ để tìm ra đáp án:
Giả sử khối lượng của quả tạ là S kg. Trọng lực (P) tác dụng lên quả tạ được tính theo công thức:
\( P = m \times g \)trong đó:
- m là khối lượng quả tạ, đơn vị kg.
- g là gia tốc rơi tự do, với g = 9,8 \text{ m/s}^2.
Vì cần tìm lực do bàn tay tác dụng lên quả tạ nên độ lớn của lực này sẽ bằng trọng lực của quả tạ:
\( F_{hand} = P = S \times 9,8 \)
Thay khối lượng cụ thể của quả tạ bằng giá trị S (đầu bài chưa cung cấp giá trị cụ thể), chúng ta sẽ tính:
\( F_{hand} = S \times 9,8 \text{ N} \)Đáp án cuối cùng phụ thuộc vào giá trị của S.
Kết luận: Lực do bàn tay tác dụng lên quả tạ có độ lớn S \times 9,8 N.
Chú ý khi giải
- Chú ý đơn vị khi tính toán, đặc biệt là trọng lực và lực đều có đơn vị là Newton (N).
- Đảm bảo khối lượng (S) phải ở đơn vị kg trước khi tính toán để đảm bảo độ chính xác.
- Lực giữ quả tạ cân bằng trong tư thế đứng yên cũng là một tình huống áp dụng định luật II Newton, nơi tổng lực là 0.