Giáo án điện tử vật lí 10 cánh diều bài 6: Mômen lực. Điều kiện cân bằng của vật

KHỞI ĐỘNG

Khi dùng dụng cụ tháo bánh ô tô như hình 6.1, một người thợ học việc tác dụng hai lực cùng độ lớn và cùng hướng lên dụng cụ. Phép cộng vectơ hai lực đó cho kết quả khác 0 nhưng dụng cụ lại đứng yên.

Vậy, tổng hợp lực của hai lực song song này được xác định như thế nào mà không làm dụng cụ chuyển động?

BÀI 6. MÔMEN LỰC.

ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA VẬT

NỘI DUNG BÀI HỌC

Tổng hợp lực song song

Mômen lực

Ngẫu lực. Mômen ngẫu lực

Điều kiện cân bằng của vật

1. TỔNG HỢP LỰC SONG SONG

?1. Người gánh hàng rong phải đặt quang gánh ở đâu để nó quang gánh được cân bằng?

Trả lời: Cần đặt ở chính giữa quang gánh

?2. Khi đó vai người chịu lực tác dụng là bao nhiêu?

Trả lời: Vai người đó chịu một lực  bằng lực do hai gánh hàng gây ra

Lấy ví dụ về lực có thể gây ra tác dụng tương tự tác dụng bởi hai lực song song cùng chiều.

Quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều

Hợp lực của hai lực song song, cùng chiều là một lực song song, cùng chiều với hai lực ấy và có độ lớn bằng tổng các độ lớn của hai lực thành phần.

• Điểm đặt O của F chia đoạn thẳng nối điểm đặt O₁ , O₂ của F₁, F₂ thành những đoạn thẳng tỉ lệ nghịch với độ lớn của hai lực đấy.

Câu hỏi 1. Hãy thảo luận để thiết kế thí nghiệm và tiến hành thí nghiệm kiểm chứng công thức (1)

Trả lời

Thí nghiệm kiểm chứng công thức (1)

• Dụng cụ: 1 thước cứng, mảnh, đồng chất; các quả cân có trọng lượng bằng nhau và xác định; hai sợi dây đàn hồi
• Tiến hành:
  • Treo thước bởi hai sợi dây đàn hồi, treo các quả cân ở hai vị trí xác định trên thước, xác định lực của các vị trí treo quả cân (Lực F₁, F₂)
  • Thay hai lực F1, F2 bằng lực F do một chùm quả cân treo tại O sao cho thước vẫn nằm cân bằng tại vị trí đã đánh dấu
  • Ghi kết quả thực hiện vào bảng 6.1 (SGK – tr72)

Câu hỏi 2. Số quả cân phải treo tại O trong hình 6.3 là bao nhiêu để công thức (1) được nghiệm đúng?

Trả lời

Để nghiệm lại công thức:

ta cần phải treo 5 quả cân tại O.

ỨNG DỤNG

Sử dụng quy tắc tổng hợp hai lực song song, cùng chiều có có thể giúp xác định trọng tâm của một vật. Nếu vật đồng chất và có dạng đối xứng hình học thì trọng tâm trùng với tâm đối xứng. Vận dụng quy tắc xác định hợp lực của hai lực song song, cùng chiều, ta cso thể giải thích được trọng tâm của một số vật lại nằm ngoài vật đó.

Trọng tâm của vận động viên nằm trên đường nét đứt

Trọng tâm của chiếc nhẫn nằm ở chính giữa chiếc nhẫn

1. Mômen lực

Nhiều trường hợp trong thực tiễn, lực hoặc hệ lực tác dụng vào vật không có tác dụng làm vật chuyển động theo hướng của lực tổng hợp mà làm cho vật quay.

Ví dụ về tác dụng làm quay của một lực lên vật có trục quay.

người thợ tác dụng lực làm quay cờ lê để vặn đai ốc

tác dụng lực làm cánh cửa quay

?1. Ta phải tác dụng lực có phương như thế nào với trục quay của vật để vật có thể quay được?

Trả lời: Ta phải tác dụng lực song song với trục quay; cắt trục quay; vuông góc với trục quay

?2. Tác dụng các lực có phương vuông góc với cánh cửa và có giá (đường thẳng trùng với phương của lực) xa hay gần trục quay thì tác dụng làm quay cánh cửa mạnh?

Trả lời: Tác dụng các lực có giá xa hay gần trục quay thì tác dụng làm quay cánh cửa mạnh

NHẬN XÉT