Câu 5: Một bóng treo trần khối lượng 2 kg được treo vào một sợi dây không dãn. Giả sử khối lượng của sợi dây là không đáng kể. Lấy g = 10 m/s2

1. Các lực tác dụng lên bóng treo trần

Quả bóng ở trạng thái cân bằng chịu tác dụng của hai lực trực đối (cùng giá, ngược chiều và cùng độ lớn):

Trọng lực $\vec{P}$: Hướng thẳng đứng từ trên xuống dưới, tác dụng vào trọng tâm của quả bóng.

Lực căng của sợi dây $\vec{T}$: Hướng thẳng đứng từ dưới lên trên, dọc theo sợi dây.

2. Tính độ lớn lực căng dây $T$

Vì quả bóng treo đứng yên (ở trạng thái cân bằng), theo Định luật I Newton, tổng hợp lực tác dụng lên bóng phải bằng $0$:

$\vec{T} + \vec{P} = \vec{0}$

Chiếu phương trình lên chiều thẳng đứng hướng lên, ta được:

$T - P = 0 \Rightarrow T = P$

Công thức tính trọng lực:

$P = m \cdot g$

Thay số liệu bài cho:

Khối lượng $m = 2\text{ kg}$

Gia tốc trọng trường $g = 10\text{ m/s}^2$

$T = P = 2 \cdot 10 = 20\text{ N}$

Kết luận: Độ lớn lực căng của sợi dây (và cũng là trọng lực của quả bóng) là $20\text{ N}$.