Slide bài giảng vật lí 10 kết nối bài 21: Moment lực. Cân bằng của vật rắn

Tóm lược nội dung

BÀI 21 MOMENT LỰC. CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN

I. Moment lực 

1. Tác dụng làm quay của lực 

Câu 1: Mô tả thao tác dùng búa để nhổ đinh

Trả lời rút gọn:

Kẹp cây đinh vào giữa 2 khe nhọn của đầu nhổ đinh. Giữ chặt đầu cán bằng tay và kéo cán búa về phía mình để nhổ đinh lên.

Câu 2: Lực nên đặt vào đâu trên cán búa để nhổ đinh dễ dàng? Khi đó cánh tay đòn (d) của lực là lớn hay nhỏ?

Trả lời rút gọn:

Để nhổ đinh được dễ dàng, áp dụng lực tại  điểm cuối trên cán búa . Đảm bảo rằng lực này tạo thành góc vuông với cánh tay đòn d khi đó cánh tay đòn d của lực lớn nhất.

Câu 3: Tác dụng làm quay của lực phụ thuộc vào những yếu tố nào?

Trả lời rút gọn:

Phụ thuộc vào yếu tố là : độ lớn của lực, lực cánh tay đòn

2. Moment lực

Câu 1: Hình 21.2 mô tả chiếc thước mảnh OA, đồng chất dài 50cm, 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

Trả lời rút gọn:

1.

• Hình a thước OA quay theo chiều kim đồng hồ
• Hình b quay theo ngược chiều kim đồng hồ

2. Mo ment lực trong:

• Hình a: M= F x d = 4 x 0.5= 2 (N)
• Hình b: M= F x d = 2.0,5.cos 20^∘≈ 0,94 N 

II. Quy tắc moment lực

1. Thí nghiệm 

Câu 1: Nếu bỏ lực thì đĩa quay theo chiều nào?

Trả lời rút gọn:

đĩa quay theo chiều ngược kim đồng hồ

Câu 2: Nếu bỏ lực thì đĩa quay theo chiều nào?

Trả lời rút gọn:

đĩa quay theo cùng chiều kim đồng hồ

Câu 3: Khi đĩa cân bằng lập tích F1.d1 và F2.d2 để so sánh

Trả lời rút gọn:

đĩa cân bằng ta có  :  F1.d1 = F2.d2

2. Quy tắc moment lực (hay điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định)

Câu 1: Dựa vào quy tắc mô ment lực giải thích vì sao chiếc bập bênh đứng cân bằng

Trả lời rút gọn:

Vì tổng các momen lực tác dụng lên trục quay của chiếc bập bênh bằng 0

Câu 2: Cho biết người chị (bên phải) có trọng lựơng P2 = 300N, khoảng cách d2 =1m. Còn người em có trọng lựơng P1 = 200N. Hỏi khoảng cách d1 là bao nhiêu để bập bênh đứng cân bằng nằm ngang

Trả lời rút gọn:

Để bập bênh cân bằng nằm ngang thì P2. d2 = P1. d1 => d1 =300.1200=1.5 m

IV. Điều kiện cân bằng tổng quát của vật rắn

Câu 1: Đặt một thước dài trên bàn. Cho một bạn nâng đầu thước lên và giữ yên . Hỏi:

Khi thay đổi lực nâng F thì thước quay quanh trục nào?

Khi thuớc 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?

Trả lời rút gọn:

Khi thay đổi lực nâng F thì thước quay quanh  trục  vuông góc và đi qua A

Khi thuớc đang đứng yên ở vị trí như hình 21.7, ta có thể áp dụng quy tắc moment lực được, cách áp dụng: F. AB = m.g

Câu 2: Khi một vật không có điểm tựa cố định. Ví dụ thanh cứng tựa vào bức tường nhẵn, đầu dưới của thanh đặt dưới đầu bàn nhám (hình 28). Khi đó ta có thể áp dụng quy tắc moment lực được không và áp dụng như thế nào?

Trả lời rút gọn:

Ta có thể áp dụng được quy tắc moment lực. Cách áp dụng:

+ Cách 1: Để thẳng thanh cứng và cho thanh tựa vào tường, khi đó thanh sẽ đứng yên

+ Cách 2: Để thanh nằm ngang trên mặt bàn nhám.

Câu 3: 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.

Trả lời rút gọn:

a.  Tổng các lực tác dụng lên thanh cứng bằng 0 :

b. Tổng các moment lực tác dụng lên thanh cứng đối với trục quay A bằng 0 : 

hay

Phần em có thể 

Câu 1: Giải thích được sự cân bằng moment trong Hình 21.9.

Trả lời rút gọn:

Vật nặng được giữ thăng bằng trên tay người nhờ mô-men lực của cơ bắp tạo ra, cân bằng với mô-men lực do trọng lượng vật nặng gây ra.