Câu hỏi: Điều kiện cân bằng của vật rắn có trục quay cố định
Câu trả lời:
Điều kiện cân bằng của vật có trục quay cố định (hay quy tắc lực-xung lượng)
Quy tắc: Để một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng thì tổng các momen lực làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng các momen lực làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ . .
Cùng trường Trường THPT Trần Hưng Đạo tìm hiểu kỹ hơn về cân bằng chất rắn.
I. Cân bằng của vật có trục quay cố định – Ngẫu lực (M)
1. Một vật có trục quay cố định khi các tác dụng làm quay của các lực tác dụng lên vật cân bằng nhau.
#M862105ScriptRootC1420804 { chiều cao tối thiểu: 300px; }
Lực tác dụng lên vật có trục quay cố định
– Lực chỉ làm quay khi giá của lực không đi qua trục quay.
– Giá của lực càng xa trục quay thì lực làm quay vật càng mạnh.
Một vật chỉ đứng yên nếu lực tác dụng đi qua trục quay.
2. Mô-men xoắn
M=Fd
Trong đó d là khoảng cách từ trục quay đến giá đặt lực, gọi là cánh tay đòn.
Đơn vị của momen là niutơn mét (Nm).
II. Điều kiện cân bằng của vật có trục quay cố định (hay quy tắc lực-xung lượng)
Quy tắc: Để một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng thì tổng các momen lực làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng các momen lực làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ . .
– Biểu thức: M1=M2 hoặc F1d1=F2d2
– Trường hợp vật chịu tác dụng của nhiều lực:
F1d1+F2d2+…=F′1d′1+F′2d′2+…
Chú ý:
– Định luật momen lực còn được áp dụng cho trường hợp vật không có trục quay cố định, khi đó ta coi vật quay quanh trục quay là tức thời.
– Khi vật rắn quay quanh một trục cố định thì mọi điểm của vật có tốc độ góc bằng nhau
+ Nếu vật quay đều thì ω=const.
+ Vật quay càng nhanh thì ω càng tăng.
+ Vật chuyển động chậm dần đều thì ω giảm.
Bài tập & Giải bài tập SGK Bài 18 Cân Bằng Của Một Vật Có Trục Quay Cố Định – Ngẫu Lực
Bài tập 1 Trang 103 SGK Vật Lý lớp 10
Momen xoắn đối với một trục quay là gì? Cánh tay đòn của lực là gì? Khi nào thì lực tác dụng lên một vật có trục quay cố định không làm vật quay?
Câu trả lời :
Mô-men xoắn đối với một trục quay là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của một lực và được đo bằng tích của lực với cánh tay đòn của nó.
Tay đòn của lực là khoảng cách d từ trục quay đến giá đỡ của lực F khi lực tác dụng đi qua trục quay sẽ không làm vật quay.
M = Fđ
Để vật không quay thì tổng các momen quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng các momen quay ngược chiều kim đồng hồ.
Bài tập 2 Trang 103 SGK Vật Lý lớp 10
Phát biểu điều kiện cân bằng đối với một vật có trục quay cố định (hay định luật momen lực).
Câu trả lời :
Phát biểu 1: Để một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng thì tổng các momen lực làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng các momen lực làm vật quay theo chiều kim đồng hồ. hướng ngược chiều kim đồng hồ. lại.
Phát biểu 2: Để một vật có trục quay cố định không quay thì tổng các momen lực làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng các momen lực làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ .
Bài tập 3 Trang 103 SGK Vật Lý lớp 10
Áp dụng định luật momen lực trong các trường hợp sau:
a) Một người dùng xà beng để đẩy hòn đá (hình 18.3)
b) Một người nâng càng xe cút kít lên (hình 18.4).
c) Một người cầm trên tay một viên gạch (hình 18.5).
Câu trả lời
Câu a: Quy tắc Momen: OB.FB=OA.FA
Câu b: Quy tắc Momen: P.OA=F.OB
Câu c: Quy tắc Momen: F.OA=P.OB
Bài tập 4 Trang 103 SGK Vật Lý lớp 10
Một người dùng búa để nhổ một chiếc đinh (hình 18.6). Khi người đó tác dụng vào đầu búa một lực 100 N thì chiếc đinh bắt đầu chuyển động. Tính lực cản của miếng gỗ tác dụng lên mặt trên.
Câu trả lời :
– Momen của lực đối với một trục quay 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 = Fd
– Định luật momen lực: Để một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng thì tổng các momen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng các momen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ. đối tượng để quay. theo chiều kim đồng hồ.
Giải: Gọi lực cản của gỗ tác dụng lên đinh là F’.
Áp dụng quy tắc momen ta có:
F.20 = F’.2
(Đơn vị đo độ dài trong vật lý là m, trường hợp này do tỉ lệ nên ta không cần chuyển đổi đơn vị đo độ dài).
Bài tập 5 Trang 103 SGK Vật Lý lớp 10
Giải thích nguyên lý làm việc của cân (hình 18.7).
Câu trả lời :
Theo quy tắc momen ta có:
Vậy nguyên lý hoạt động của cân dựa trên định luật momen lực.
Đăng bởi: Trường THPT Trần Hưng Đạo
Chuyên mục: Lớp 10 , Vật Lý 10
Bạn thấy bài viết Điều kiện cân bằng của vật rắn có trục quay cố định có giải quyết đươc vấn đề bạn tìm hiểu không?, nếu không hãy comment góp ý thêm về Điều kiện cân bằng của vật rắn có trục quay cố định bên dưới để Trường THPT Trần Hưng Đạo có thể chỉnh sửa & cải thiện nội dung tốt hơn cho các bạn nhé! Cám ơn bạn đã ghé thăm Website của Trường Trường THPT Trần Hưng Đạo
Chuyên mục: Giáo dục
Trả lời