Trong cuộc sống, chúng ta thường xuyên gặp nhiều trường hợp của vật rắn khi quay quanh một trục quay cố định, chẳng hạn như đòn bẩy. Tuy nhiên, quy tắc đòn bẩy chỉ là một trường hợp riêng của một quy tắc tổng quát hơn mà ta sẽ học dưới đây, vậy quy tắc đó là gì ? Và nếu vật không thể chuyển động tịnh tiến mà chỉ có thể quay quanh một trục thì điều gì sẽ xảy ra khi các vật đó chịu tác dụng của một lực?
Đáp án của những câu hỏi trên đều nằm trong nội dung bài giảng, mời các em cùng theo dõi nội dung Bài 18: Cân bằng của một vật có trục quay cố định và Momen lực để có được câu trả lời nhé.
Nếu không có lực \({\vec F_2}\) thì lực \({\vec F_1}\) làm cho đĩa quay theo chiều kim đồng hồ.
Ngược lại nếu không có lực \({\vec F_1}\) thì lực \({\vec F_2}\) làm cho đĩa quay ngược chiều kim đồng hồ. Đĩa đứng yên vì tác dụng làm quay của lực \({\vec F_2}\) cân bằng với tác dụng làm quay của lực \({\vec F_2}\).
Mômen lực đối với một trục quay là là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực và được đo bằng tích của lực với cánh tay đòn của nó.
\(M{\rm{ }} = {\rm{ }}F.d{\rm{ }}\left( {N/m} \right)\)
Với
M : momen của lực
d : cánh tay đòn của lực là khoảng cách từ trục quay đến giá của lực.
Đơn vị momen lực: N.m
Muốn cho một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng, thì tổng các mômen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng các mômen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều ngược lại.
\({M_1} = {M_2}\)
\(\,{F_1}.{d_1} = {F_2}.{d_2}\)
Qui tắc mômen còn được áp dụng cho cả trường hợp một vật không có trục quay cố định nếu như trong một tình huống cụ thể nào đó ở vật xuất hiện trục quay
Một người dùng búa để nhổ một chiếc đinh. Khi người ấy tác dụng một lực F1 = 100N vào đầu búa thì đinh bắt đầu chuyển động. Hãy tìm lực cản của gỗ tác dụng lên đinh. Biết d1= 20cm, d2 = 2cm.
Khi đinh bắt đầu chuyển động thì Momen của búa xem như bằng momen cản của đinh:
Ta có: \({M_1} = {M_2}\)
\(\,{F_1}.{d_1} = {F_2}.{d_2}\)
\( \Rightarrow {F_2} = \frac{{{F_1}{d_1}}}{{{d_2}}} = \frac{{100.0,2}}{{0,02}} = 1000N\)
Biểu thức nào sau đây không chính xác theo quy tắc momen lực :
A. \(\frac{{{F_1}}}{{{F_2}}} = \frac{{{d_2}}}{{{d_1}}}\) B. \(\frac{{{F_1}}}{{{F_2}}} = \frac{{{d_1}}}{{{d_2}}}\)
C. \(\frac{{{F_2}}}{{{F_1}}} = \frac{{{d_1}}}{{{d_2}}}\) D. \(\frac{{{d_1}}}{{{F_2}}} = \frac{{{d_2}}}{{{F_1}}}\)
Theo quy tắc momen lực:
\(\,{F_1}.{d_1} = {F_2}.{d_2}\)
⇔ \(\frac{{{F_1}}}{{{F_2}}} = \frac{{{d_2}}}{{{d_1}}}\) ⇔ \(\frac{{{F_2}}}{{{F_1}}} = \frac{{{d_1}}}{{{d_2}}}\) ⇔ \(\frac{{{d_1}}}{{{F_2}}} = \frac{{{d_2}}}{{{F_1}}}\)
⇒ Biểu thức câu B không chính xác.
Chọn câu phát biểu sai:
A. Momen lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của vật.
B. Momen lực được đo bằng tích của lực với cánh tay đòn của lực đó.
C. Cánh tay đòn là khoảng cách từ trục quay đến giá của lực.
D. Momen lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực.
Qua bài giảng Cân bằng của một vật có trục quay cố định và Momen lực này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :
Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của momen lực.
Phát biểu được quy tắc momen lực.
Vận dụng được khái niệm momen lực và quy tắc momen lực để giải thích một số hiện tượng vật lí thường gặp trong đời sống và kĩ thuật
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 10 Bài 18 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Thanh AB khối lượng 25 kg, dài 7,5 m trọng tâm tại G biết GA=1,2 m. Thanh AB có thể quay quanh trục đi qua O biết OA=1,5 m. Để giữ thanh cân bằng nằm ngang thì phải tác dụng lên đầu B một lực bằng bao nhiêu? Khi đó trục quay sẽ tác dụng lên thanh một lực bằng bao nhiêu? Lấy g=10 m/s2.
Một thanh AB nặng 30 kg, dài 9 m, trọng tâm tại G biết BG=6 m. Trục quay tại O biết AO=2 m, Người ta phải tác dụng vào đầu B một lực F=100 N xác định khối lượng vật treo vào đầu A để thanh nằm cân bằng. Xác định độ lớn của lực tác dụng vào O. lấy g=10m/s2
Biểu thức nào sau đây không chính xác theo quy tắc momen lực :
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 10 Bài 18để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Bài tập 1 trang 103 SGK Vật lý 10
Bài tập 2 trang 103 SGK Vật lý 10
Bài tập 3 trang 103 SGK Vật lý 10
Bài tập 4 trang 103 SGK Vật lý 10
Bài tập 5 trang 103 SGK Vật lý 10
Bài tập 1 trang 136 SGK Vật lý 10 nâng cao
Bài tập 2 trang 136 SGK Vật lý 10 nâng cao
Bài tập 3 trang 136 SGK Vật lý 10 nâng cao
Bài tập 4 trang 136 SGK Vật lý 10 nâng cao
Bài tập 18.1 trang 43 SBT Vật lý 10
Bài tập 18.2 trang 43 SBT Vật lý 10
Bài tập 18.3 trang 43 SBT Vật lý 10
Bài tập 18.4 trang 43 SBT Vật lý 10
Bài tập 18.5 trang 44 SBT Vật lý 10
Bài tập 18.6 trang 44 SBT Vật lý 10
Bài tập 18.7 trang 44 SBT Vật lý 10
Bài tập 18.8 trang 44 SBT Vật lý 10
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý DapAnHay sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
-- Mod Vật Lý 10 DapAnHay
Thanh AB khối lượng 25 kg, dài 7,5 m trọng tâm tại G biết GA=1,2 m. Thanh AB có thể quay quanh trục đi qua O biết OA=1,5 m. Để giữ thanh cân bằng nằm ngang thì phải tác dụng lên đầu B một lực bằng bao nhiêu? Khi đó trục quay sẽ tác dụng lên thanh một lực bằng bao nhiêu? Lấy g=10 m/s2.
Một thanh AB nặng 30 kg, dài 9 m, trọng tâm tại G biết BG=6 m. Trục quay tại O biết AO=2 m, Người ta phải tác dụng vào đầu B một lực F=100 N xác định khối lượng vật treo vào đầu A để thanh nằm cân bằng. Xác định độ lớn của lực tác dụng vào O. lấy g=10m/s2
Biểu thức nào sau đây không chính xác theo quy tắc momen lực :
Chọn câu phát biểu sai:
Một người dùng búa để nhổ một chiếc đinh. Khi người ấy tác dụng một lực F1 = 100N vào đầu búa thì đinh bắt đầu chuyển động. Hãy tìm lực cản của gỗ tác dụng lên đinh. Biết d1= 20cm, d2 = 2cm.
Một thanh AB = 7,5 m có trọng lượng 200 N có trọng tâm G cách đầu A một đoạn 2 m. Thanh có thể quay xung quanh một trục đi qua O. Biết OA = 2,5 m. Để AB cân bằng phải tác dụng vào đầu B một lực F có độ lớn bằng
Một vật rắn ở trạng thái cân bằng sẽ không quay khi tổng momen của lực tác dụng bằng 0. Điều này chỉ đúng khi mỗi momen lực tác dụng được tính đối với
Một cái xà nằm ngang chiều dài 10 m trọng lượng 200 N. Một đầu xà gắn vào tường, đầu kia được giữ bằng sợi dây làm với phương nằm ngang góc 60o. Lực căng của sợi dây là
116 N.
Một thanh dài l = 1 m, khối lượng m = 1,5 kg. Một đầu thanh được gắn vào trần nhà nhờ một bản lề, đầu kia được giữ bằng một dây treo thẳng đứng.Trọng tâm của thanh cách bản lề một đoạn d = 0,4 m. Lấy g = 10 m/s2. Lực căng của dây là:
Một thanh đồng chất AB, có trọng lượng P1 = 10 N, đầu A được gắn với tường bằng một bản lề, còn đầu B được giữ yên nhờ một sợi dây nằm ngang buộc vào tường tại C. Một vật có trọng lượng P2 = 15 N, được treo vào đầu B của thanh. Cho biết AC = 1 m ; BC = 0,6 m. Lực căng T2 và T1 của hai đoạn dây lần lượt là
Momen lực đối với một trục quay là gì? Cánh tay đòn của lực là gì? Khi nào thì lực tác dụng vào một vật có trục quay cố định không làm cho vật quay ?
Phát biểu điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định (hay quy tắc momen lực).
Hãy vận dụng quy tắc momen lực vào các trường hợp sau:
a) Một người dùng xà beng để đẩy một hòn đá (Hình 18.3)
b) Một người cầm càng xe cút kít nâng lên (Hình 18.4).
c) Một người cầm hòn gạch trên tay (Hình 18.5).
Một người dùng búa để nhổ một chiếc đinh (Hình 18.6). Khi người ấy tác dụng một lực 100 N vào đầu búa thì đinh bắt đầu chuyển động. Hãy tính lực cản của gỗ tác dụng vào đỉnh.
Hãy giải thích nguyên tắc hoạt động của chiếc cân (Hình 18.7)
Ở trường hợp nào sau đây, lực có tác dụng làm vật rắn quay quanh trục?
A. lực có giá nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay và cắt trục quay.
B. lực có giá song song với trục quay
C. lực có giá cắt trục quay
D. lực có giá nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay và không cắt trục quay.
Một thanh chắn đường dài 7,8m, có trọng lượng 210N và có trọng tâm cách đầu bên trái 1,2m (Hình 29.7). Thanh có thể quay quanh một trục nằm ngang ở cách đầu bên trái 1,5m. Hỏi phải tác dụng vào đầu bên một lực bằng bao nhiêu để giữ thanh ấy nằm ngang?
Một chiếc búa đinh dùng để nhổ một chiếc đinh (hình 29.8). Hãy vẽ trục quay của búa, các lực của tay và của đinh tác dụng và búa và cánh tay đòn của hai lực đó.
Thanh OA có khối lượng không đáng kể, có chiều dài 20cm, quay dễ dàng quanh trục nằm ngang O. Một lò xo gắn vào điểm C. Người ta tác dụng vào đầu A của thanh một lực F = 20N hướng thẳng đứng xuống dưới (hình 29.9 SGK). Khi thanh ở trạng thái cân bằng, lò xo có phương vuông góc với OA, và OA làm thành một góc α = 30o so với đường nằm ngang.
a) Tính phản lực N của lò xo vào thanh.
b) Tính độ cứng k của lò xo, biết lò xo ngắn đi 8cm so với lúc không bị nén.
Một thanh cứng AB, dài 7 m, có khối lượng không đáng kể, có trục quay O, hai đầu chịu 2 lực F1 và F2 (H.18.1) Cho F1 = 50 N ; F2 = 200 N và OA = 2 m. Đặt vào thanh một lực F3 hướng lên và có độ lớn 300 N để cho thanh nằm ngang. Hỏi khoảng cách OC ?
A. 1 m. B. 2 m.
C. 3 m. D. 4 m.
Một thanh đồng chất AB, có trọng lượng P1 = 10 N, đầu A được gắn với tường bằng một bản lề, còn đầu B được giữ yên nhờ một sợi dây nằm ngang buộc vào tường tại C. Một vật có trọng lượng P2 = 15 N, được treo vào đầu B của thanh (H. 18.2). Cho biết AC = 1 m ; BC = 0,6 m. Lực căng T2 và T1 của hai đoạn dây lần lượt là
A. 15 N ; 15 N. B. 15 N ; 12 N.
C. 12N; 12 N. D. 12 N ; 15 N.
Một thanh dài l = 1 m, khối lượng m = 1,5 kg. Một đầu thanh được gắn vào trần nhà nhờ một bản lề, đầu kia được giữ bằng một dây treo thẳng đứng (H.18.3). Trọng tâm của thanh cách bản lề một đoạn d = 0,4 m. Lấy g = 10 m/s2. Lực căng của dây là:
A. 6 N. B. 5 N.
C.4N. D. 3 N.
Một bàn đạp có trọng lượng không đáng kể, có chiều dài OA = 20 cm, quay dễ dàng quanh trục O nằm ngang (H.18.4). Một lò xo gắn vào điểm giữa C. Người ta tác dụng lên bàn đạp tại điểm A một lực F vuông góc với bàn đạp và có độ lớn 20 N. Bàn đạp ở trạng thái cân bằng khi lò xo có phương vuông góc với OA và bị ngắn đi một đoạn 8 cm so với khi không bị nén. Lực của lò xo tác dụng lên bàn đạp và độ cứng của lò xo là
A. 40 N ; 50 N/m. B. 10 N ; 125 N/m.
C. 40 N ; 5 N/m. D. 40 N ;500 N/m.
Một người nâng một tấm gỗ đồng chất, tiết diện đều, có trọng lượng P = 200 N. Người ấy tác dụng một lực F vào đầu trên của tấm gỗ để giữ cho nó hợp với mặt đất một góc a = 30°. Tính độ lớn của lực trong hai trường hợp :
a) Lực F vuông góc với tấm gỗ (H.18.5a).
b) Lực F hướng thẳng đứng lên trên (H.18.5b).
Một thanh sắt dài, đồng chất, tiết diện đều, được đặt trên bàn sao cho ¼ chiều dài của nó nhô ra khỏi bàn (H.18.6). Tại đầu nhô ra, người ta đặt một lực F hướng thẳng đứng xuống dưới. Khi lực đạt tới giá trị 40 N thì đầu kia của thanh sắt bắt đầu bênh lên. Hỏi trọng lượng của thanh sắt bằng bao nhiêu ?
Một thanh dài AO, đồng chất, có khối lượng 1,0 kg. Một đầu O của thanh liên kết với tường bằng một bản lề, còn đầu A được treo vào tường bằng một sợi dây AB. Thanh được giữ nằm ngang và dây làm với thanh một góc α = 30° (H.18.7). Lấy g = 10 m/s2. Tính lực căng của dây.
Một dây phơi căng ngang tác dụng một lực T1 = 200 N lên cột.
a) Tính lực căng T2 của dây chống. Biết góc α = 30° (H.18.8).
b) Tính áp lực của cột vào mặt đất. Bỏ qua trọng lực của cột.
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *