2.33 Một cầu thủ dùng chân đá quả bóng đang nằm yên trên mặt đất. Chân của cầu thủ tiếp xúc với bóng trong 5,0.10$^{-4}$ s và bóng bay đi với vận tốc 30m/s. Khối lượng của bóng là 4,2.10$^{-2}$ kg.
a) Xác định độ lớn trung bình của lực do chân cầu thủ tác dụng lên quả bóng.
b) Nếu khối lượng quả bóng tăng gấp đôi thì cần lực có độ lớn bằng bao nhiêu để quả bóng vẫn bay đi với vận tốc 30 m/s?
Bài Làm:
Trong thời gian tiếp xúc với chân cầu thủ, quả bóng đã được tăng tốc từ 0 đến 30 m/s, tức là quả bóng đã có gia tốc:
$a=\frac{v}{t}=\frac{30}{5.10^{-4}}=6.10^{4}$ m/s$^{2}$
a) Độ lớn trung bình của lực do chân cầu thủ tác dụng lên quả bóng:
F = ma = $4,2.10^{-2}.6.10^{4}=25,2.10^{2}$ N
b) Vận dụng $a=\frac{F}{m}$, để quả bóng có khối lượng gấp đôi vẫn có gia tốc như trên thì F phải tăng gấp đôi, tức là cần lực có độ lớn
F' = m'a = $8,4.10^{2}.6.10^{4}=50,4.10^{2}$ N.