Chứng tỏ rằng vật ở hình 6.11 sẽ cân bằng khi:
\(\frac{{{F_1}}}{{{F_2}}} = \frac{{{d_2}}}{{{d_1}}}\)
Vận dụng kiến thức về moment lực
Giả sử F1 quay ngược chiều kim đồng hồ, F2 quay cùng chiều kim đồng hồ để vật có xu hướng cân bằng
Khi đó ta có M 12>0
Khi cân bằng thì M = 0 hay -M1 + M2 = 0
=> M1 = M2
\(\begin{array}{l} \Rightarrow {F_1}.{d_1} = {F_2}.{d_2}\\ \Rightarrow \frac{{{F_1}}}{{{F_2}}} = \frac{{{d_2}}}{{{d_1}}}\end{array}\)
Các bài tập cùng chuyên đề
Thanh BC nhẹ, gắn vào tường bởi bản lề C. Đầu B treo vật nặng có khối lượng m = 4kg và được giữ cân bằng nhờ dây treo AB. Cho AB = 30cm, AC = 40cm. Xác định các lực tác dụng lên BC. Lấy g=10(m/s2)
Tác dụng của dụng cụ này thay đổi thế nào nếu ta tăng độ lớn của lực hoặc sử dụng cờ lê dài hơn?
1. Mô tả thao tác dùng búa để nhổ đinh.
2. Lực\(\overrightarrow F \) nên đặt vào đâu trên cán búa để nhổ đinh được dễ dàng? Khi đó cánh tay đòn (d) của lực lớn hay nhỏ?
3. Tác dụng làm quay của lực phụ thuộc những yếu tố nào?
Hình 21.2 mô tả một chiếc thước mảnh OA, đồng chất, dài 50 cm, có thể quay quanh trục quay cố định ở đầu O.
1. Trong các tình huống ở Hình 21.2a, b, thước OA quay theo chiều kim đồng hồ hay ngược chiều kim đồng hồ?
2. Tính moment lực ứng với mỗi tình huống trong Hình 21.2.
1. Nếu bỏ lực \(\overrightarrow {{F_1}} \) thì đĩa quay theo chiều nào?
2. Nếu bỏ lực \(\overrightarrow {{F_2}} \) thì đĩa quay theo chiều nào?
3. Khi đĩa cân bằng lập tích F1 .d1 và F2 .d2 rồi so sánh.
a) Sử dụng kiến thức về moment lực giải thích vì sao chiếc bập bênh đứng cân bằng.
b) Cho biết người chị (bên phải) có trọng lượng P2 = 300 N, khoảng cách d2 = 1 m, còn người em có trọng lượng P1 = 200 N. Hỏi khoảng cách d1 phải bằng bao nhiêu để bập bênh cân bằng nằm ngang?
1. Đặt một chiếc thước dài trên bàn. Cho một bạn nâng một đầu thước lên và giữ yên (Hình 21.7). Hỏi:
- Khi thay đổi lực nâng \(\overrightarrow F \)ta thấy thước quay quanh trục nào?
- Khi thước đang đứng yên ở vị trí như Hình 21.7, ta có thể áp dụng quy tắc moment lực được không và áp dụng như thế nào?
2: Khi một vật không có điểm tựa cố định. Ví dụ, thanh cứng tựa vào bức tường nhẵn, đầu dưới của thanh đặt trên bàn nhám (Hình 21.8). Khi đó ta có thể áp dụng được quy tắc moment lực được không và áp dụng như thế nào?
Áp dụng điều kiện cân bằng tổng quát vào thanh cứng tựa tường (Hình 21.8).
a) Viết điều kiện cân bằng thứ nhất
b) Viết điều kiện cân bằng thứ hai đối với trục quay A.
Hãy thảo luận để thiết kế thí nghiệm và tiến hành kiểm chứng công thức (1)
Số quả cân phải treo tại O trong hình 6.4 là bao nhiêu để công thức (1) được nghiệm đúng
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.
Viết biểu thức tính mômen lực M1 , M2 của mỗi lực F1 , F2 đối với trục quay theo các đại lượng cho trên hình.
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?
Thành phần F2y có xu hướng làm thanh quay theo chiều nào? Có giống với xu hướng làm quay của F2 với thanh không?
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?
Chứng tỏ rằng tổng mômen của các lực trong ngẫu lực bằng M = F.d
Chỉ ra chiều tác dụng làm quay của mỗi lực F1 , F2 lên 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.
Thảo luận để rút ra điều kiện cân bằng của vật
Mô tả xu hướng chuyển động của vật như trong hình 6.12 nhưng với hai lực F1 và F2 không cùng độ lớn.
Nêu ý nghĩa của:
a) Ngẫu lực
b) Mômen lực
Hình 2 mô tả cấu trúc bên trong của một cánh tay người đang giữ một vật nặng. Búi cơ cung cấp một lực hướng lên. Lực của búi cơ có tác dụng làm cẳng tay quay ngược chiều kim đồng hồ quanh trục quay là khớp khuỷu tay. Tay sẽ giữ được vật nặng nếu mômen của lực tác dụng bởi búi cơ bằng với mômen lực gây ra bởi trọng lượng của vật nặng đối với khớp khuỷu tay. Biết người này đang giữ vật nặng có trọng lượng 50 N. Hãy xác định độ lớn của lực sinh ra bởi búi cơ.
Trong trò chơi bập bênh ở Hình 14.1, người lớn ở đầu bên trái “nâng bổng” một bạn nhỏ ở đầu bên phải. Nhưng cũng có khi bạn nhỏ ở đầu bên phải lại có thể “nâng bổng” được người lớn ở đầu bên trái. Dựa vào nguyên tắc nào mà bạn nhỏ có thể làm được như vậy?
Quan sát Hình 14.2, mô tả chuyển động của cánh cửa khi chịu lực tác dụng của bạn học sinh.
Quan sát Hình 14.4, nhận xét về khả năng lắp bu lông khi đặt lực ở các vị trí khác nhau trên cờ lê.
Lực có gây ra tác dụng làm quay vật không nếu có phương song song với trục quay? Dựa vào tình huống trong Hình 14.4 để minh họa cho câu trả lời của em.
Xét lực tác dụng vào mỏ lết có hướng như Hình 14.5. Hãy xác định cánh tay đòn và độ lớn của moment lực. Biết F = 50 N, l = 20 cm và α = 200
Quan sát Hình 14.6 và thực hiện các yêu cầu sau:
a) Xác định các cặp lực của tay tác dụng khi vặn vòi nước (Hình 14.6a), cần vô lăng khi lái ô tô (HÌnh 14.6b).
b) Nhận xét tính chất của các cặp lực này và chuyển động của các vật đang xét.
Có thể xác định được lực tổng hợp của ngẫu lực không? Tại sao?
Ngoài các ví dụ được nêu trong bài học, hãy tìm hiểu và trình bày những ứng dụng của ngẫu lực trong đời sống. Gợi ý: Các em có thể tham khảo các trường hợp được giới thiệu trong Hình 14.8.
Quan sát Hình 14.9 và thực hiện các yêu cầu sau:
a) Xác định các lực tác dụng lên thanh chắn.
b) Xét trục quay là khớp nối giữa thanh chắn với trụ đỡ và vuông góc với mặt phẳng thẳng đứng (P) (chứa thanh chắn và trụ đỡ), những lực nào có tác dụng làm thanh chắn xoay cùng chiều kim đồng hồ và ngược chiều kim đồng hồ trong mặt phẳng (P)?
