Một con lắc đơn đang đứng yên tại vị trí cân bằng \(M\). Thực tập viên tác dụng một lực \(\vec F\) lên con lắc đưa nó đến vị trí \(I\) và giữ yên như hình vẽ.

Câu hỏi:
Một con lắc đơn đang đứng yên tại vị trí cân bằng \(M\). Thực tập viên tác dụng một lực \(\vec F\) lên con lắc đưa nó đến vị trí \(I\) và giữ yên như hình vẽ.

Biết rằng con lắc đang chịu tác động của lực căng dây \(\vec T\) có cường độ 30N, trọng lực \(\vec P\) và lực tác dụng \(\vec F\). Hãy xác định cường độ của lực \(\vec F\)?
- A.
  \(30\sqrt 3 {\mkern 1mu} \left( N \right)\)
- B.
  \(30{\mkern 1mu} \left( N \right)\)
- C.
  \(15{\mkern 1mu} \left( N \right)\)
- D.
  \(15\sqrt 2 {\mkern 1mu} \left( N \right)\)
Lời giải tham khảo:

Đáp án đúng: C
Giả sử \(\vec P{\rm{ \;}} = \overrightarrow {IA} \); \(\vec F{\rm{ \;}} = \overrightarrow {IB} \) có hợp lực \(\overrightarrow {{F_T}} {\rm{ \;}} = \overrightarrow {IC} \), lực căng dây \(\vec T{\rm{ \;}} = \overrightarrow {IN} \).

Đặt \(x,x > 0\) là cường độ của lực \(\vec F\), đơn vị \(N\).

Dễ thấy \(\widehat {IOM} = \widehat {ICB}\) (so le trong) suy ra \(\widehat {ICB} = {30^\circ }\).

Mà \(\widehat {ICB} = \widehat {CIA}\) nên \(\widehat {CIA} = {30^\circ }\).

Ta có \(AC = IB = x \Rightarrow IC = \frac{{AC}}{{{\rm{sin3}}{0^\circ }}} = 2x\).

Do con lắc đứng yên tại \(I\)nên lực căng dây \(\vec T\) có cùng cường độ với hợp lực \(\overrightarrow {{F_T}} \).

Nên \(2x = 30 \Leftrightarrow x = 15\).

Vậy cường độ của lực tác dụng \(\vec F\) bằng 15N.

Chọn C.

Hãy trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án và lời giải