CHỦ ĐỀ 2 BÀI 5 TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH LỰC

Mở đầu: Ngày 23-3-2021, siêu tàu Ever Given (E-vơ Ghi-vòn), mang cờ Panama (Pa-na-ma), bị mắc cạn tại kênh đào Suez, làm tê liệt tuyến vận tải hàng hải quan trọng bậc nhất thế giới. Để giải cứu con tàu dài 400 m, rộng 59 m, chở 224 nghìn tấn hàng hóa, người ta đã phải huy động các tàu lai dắt để kéo mũi tàu Ever Given trở lại đường lưu thông qua kênh đào. Các tàu lai dắt không chuyển động cùng hướng nhưng hợp lực kéo của chúng vẫn giúp kéo mũi tàu Ever Given khỏi điểm mắc cạn. Vì sao như vậy?

Đáp án chuẩn: 

Vì hợp lực của hai lực kéo này lại dắt và hướng thẳng về phía trước.

I. TỔNG HỢP LỰC ĐỒNG QUY

Câu 1: Biểu diễn quy tắc cộng vectơ cho trường hợp lực F₂ ngược chiều với lực F₁ khi F₁> F₂ và khi  F₁< F₂ 

Đáp án chuẩn: 

Th1:  F1> F2 

Th2: F1< F2

 Câu 2: Thảo luận, đề xuất phương án và thực hiện thí nghiệm tổng hợp hai lực đồng quy cùng phương.

Đáp án chuẩn: 

1. Dụng cụ: 2 lực kế, dây cao su

2. Tiến hành:

Câu 3: Xác định độ lớn và hướng của hợp lực F bằng cách dựng các vectơ lực P và lực F_đ đúng tỉ lệ. Đối chiếu với kết quả tính.

Đáp án chuẩn: 

F = 0,4 (N)

Câu 4: Thảo luận để thiết kế phương án thí nghiệm khác không cần sử dụng hệ thống ròng rọc và các quả cân. Có thể dùng lực kế đo trực tiếp các lực.

Đáp án chuẩn: 

Phương án thí nghiệm: Thay ròng rọc và các quả cân lần lượt bằng lực kế và dây cao su.

Tiến hành:

Câu 5: Xác định hợp lực của hai tàu kéo trong trường hợp mô tả ở hình 5.2. Coi độ lớn lực kéo của hai tàu như nhau, bằng 16.10³ N và góc giữa hai lực kéo là 60⁰.

Đáp án chuẩn: 

Độ lớn hợp lực: 27713 N

II. PHÂN TÍCH LỰC

Câu 1: Hãy chứng tỏ rằng trong trường hợp con nhện ở trên, lực T cân bằng với hợp lực của P và F_đ.

Đáp án chuẩn: 

Phân tích lực căng T thành 2 thành phần T_x và T_y

Ta có:

Con nhện nằm yên tại O => T cân bằng với F.

Tìm hiểu thêm: Cấu trúc vòm được cho là xuất hiện từ đầu thiên niên kỉ thứ hai trước công nguyên. Cho đến nay, dạng kiến trúc này trở nên rất phổ biến. Trong hầu hết các công trình kiến trúc nổi tiếng trên thế giới và ở Việt Nam, ta đều tìm thấy cấu trúc này.

Hãy biểu diễn các lực tác dụng lên viên gạch ở đỉnh vòm và giải thích vì sao cấu trúc này có thể đứng vững.

Đáp án chuẩn: 

Lực ép Q từ những viên gạch ở trên xuống mái vòm có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống dưới, phản lực N có phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên trên.

Hai lực này có độ lớn bằng nhau nên hợp lực bằng 0. Điều đó chứng tỏ cấu trúc mái vòm bền vững.