Giải bài tập vật lí lớp 10 cánh diều bài Mômen lực, điều kiện cân bằng của vật

Tổng hợp lực song song trong vật lí lớp 10

Khi thực hiện thao tác tháo bánh ô tô, người thợ cần tác động hai lực cùng độ lớn và hướng lên dụng cụ. Tuy nhiên, sau khi kết hợp hai lực này lại không làm dụng cụ chuyển động. Vậy làm sao để xác định tổng hợp lực của hai lực này mà không làm dụng cụ di chuyển?

Để giải thích hiện tượng trên, chúng ta có công thức sau:

F' = F + F = 2F

Trong đó, F' là lực tổng hợp, F là lực tác động từ hai lực song song có cùng độ lớn và hướng. Lực F' được đặt tại một điểm trên dụng cụ sao cho cân bằng với lực nâng của dụng cụ, từ đó dụng cụ không chuyển động.

Thí nghiệm kiểm chứng

Để kiểm chứng công thức trên, chúng ta có thể thực hiện thí nghiệm sau:

Dụng cụ: Sử dụng một thước cứng, mảnh, đồng chất; các quả cân có trọng lượng bằng nhau và được xác định trước.

Tiến hành: Treo thước bằng hai sợi dây đàn hồi, treo các quả cân ở hai vị trí xác định trên thước để xác định lực tác động từ các quả cân.

Thực hiện thí nghiệm này sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về tổng hợp lực song song trong vật lí.

Bài tập và hướng dẫn giải

Câu hỏi 2: Số quả cân phải treo tại O trong hình 6.4 là bao nhiêu để công thức (1) được nghiệm đúng

Trả lời: Để nghiệm lại công thức OO1/OO2=F2/F1 , ta cần phải treo 2+3=5 quả cân tại O Xem hướng dẫn giải chi tiết

Vận dụng 1: Cho vật là miếng bìa phẳng như hình 6.5. Hãy vận dụng quy tắc tổng hợp hai lực song song, cùng chiều để xác định trọng tâm của vật. Nghiệm lại bằng phương án xác định trọng tâm của vật phẳng.

II. Mômen lực

Câu hỏi 3:  Viết biểu thức tính mômen lực M, Mcủa mỗi lực F, Fđối với trục quay theo các đại lượng cho trên hình.

Trả lời: Ở hình 6.7a, F1 vuông góc với thanh nên khoảng cách từ trục quay của vật đến giá của... Xem hướng dẫn giải chi tiết

Luyện tập 1: Nếu lực tác dụng không đổi thì người thợ cầm vào cờ lê ở A hay ở B (hình 6.8) sẽ dễ làm xoay đai ốc hơn?

Trả lời: Mômen lực càng lớn thì người thợ sẽ dễ làm xoay đai ốc hơnĐối với lực tác dụng không đổi thì mômen... Xem hướng dẫn giải chi tiết

Câu hỏi 4 : Thành phần F2y có xu hướng làm thanh quay theo chiều nào? Có giống với xu hướng làm quay của Fvới thanh không?

Trả lời: F2y có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống nên làm thanh quay theo chiều từ trên xuốngF... Xem hướng dẫn giải chi tiết

II.Ngẫu lực. Mômen ngẫu lực

Câu hỏi 5: Tính mômen của từng lực trong hình 6.10 đối với trục quay của vô lăng. Mỗi mômen lực này có tác dụng làm vô lăng quay theo chiều nào?

Trả lời: M1 = F1 . d1 = 15.0,2 = 3 (N.m)M2 = F2 . d2 = 15.0,2 = 3 (N.m)Hai... Xem hướng dẫn giải chi tiết

Câu hỏi 6: Chứng tỏ rằng tổng mômen của các lực trong ngẫu lực bằng M = F.d

Trả lời: Xét ngẫu lực tác dụng vào vật có trục quay bất kì O:Mômen của lực    ... Xem hướng dẫn giải chi tiết

IV. Điều kiện cân bằng của vật

Câu hỏi 7: Chỉ ra chiều tác dụng làm quay của mỗi lực F, Flên vật trong hình 6.11 đối với trục quay O. Từ đó, thảo luận để rút ra điều kiện cân bằng của vật có trục quay cố định.

Trả lời: Giả sử F1 quay ngược chiều kim đồng hồ, F2 quay cùng chiều kim đồng hồ để vật có xu hướng... Xem hướng dẫn giải chi tiết

Luyện tập 2: Chứng tỏ rằng vật ở hình 6.11 sẽ cân bằng khi:

Trả lời: Giả sử F1 quay ngược chiều kim đồng hồ, F2 quay cùng chiều kim đồng hồ để vật có xu hướng... Xem hướng dẫn giải chi tiết

Câu hỏi 8: Thảo luận để rút ra điều kiện cân bằng của vật. 

Trả lời: Điều kiện cân bằng của vật:Hợp lực tác dụng lên vật bằng khôngTổng mômen của các lực tác dụng lên... Xem hướng dẫn giải chi tiết

Vận dụng 2: Mô tả xu hướng chuyển động của vật như trong hình 6.12 nhưng với hai lực Fvà Fkhông cùng độ lớn.

Trả lời: Ta thấy hai lực song song, ngược chiều và F1 = F2 nên hợp lực bằng 0. Khi đó, mômen lực... Xem hướng dẫn giải chi tiết
0.24440 sec| 2197.227 kb