Ví dụ về vật có trục quay cố định

Như Ác-si-mét từng nói:"Cho tôi một điểm tựa - Tôi sẽ nhấc bổng trái đất" đây chỉ là trường hợp riêng của một vật rắn có trục quay và quy tắc đòn bẩy chỉ là quy tắc riêng của quy tắc Momen lực.

Bạn đang xem: Ví dụ vật có trục quay cố định

Trong cuộc sống hàng ngày, ta thường xuyên gặp một vật rắn khi quay quanh một trục quay cố định, ví dụ như đòn bẩy. Tuy nhiên, quy tắc đòn bẩy chỉ là một trong trường hợp riêng của một quy tắc tổng quát hơn mà ta sẽ được học dưới đây, vậy quy tắc đó là gì? Và nếu như vật không thể chuyển động tịnh tiến mà chỉ có thể quay quanh một trục thì điều gì sẽ xảy ra khi các vật đó chịu tác dụng của một lực.

Để đi tìm câu trả lời cho câu hỏi trên, mời các bạn tham khảo ngay nội dung bài học bài 18 cân bằng của một mật có trục quay cố định và momen lực này nhé.

1. Thí nghiệm

Thay đổi giá \(\)\(\overline{F_2}\)

Vậy lực có tác dụng gì trong trường hợp vật có trục quay cố định?

Ví dụ về vật có trục quay cố định

Nhận xét:

Vật vẫn quay cùng chiều kim đồng hồ

Như vậy: lực có tác dụng làm quay vật đối với trường hợp vật có trục quay cố định.

Vậy nếu đồng thời tác dụng lên đĩa 2 lực \(F_1\) và \(F_2\) thì đĩacó cân bằng không?

Ví dụ về vật có trục quay cố định

Nhận xét: Đĩa sẽ đứng yên khi tác dụng làm quay của \(F_1\) bằng với tác dụng làm quay của \(F_2\)

Đĩa sẽ đứng yên khi tác dụng làm quay của \(F_1\) bằng với tác dụng làm quay của \(F_2\)

Ví dụ về vật có trục quay cố định

Khi đó:

\(F_1 = 1N\)

\(d_1 = 2cm = 0,02m\)

\(→ F_1d_1 = 1.0,02 = 0,02Nm\)

\(F_2 = 0,5N\)

\(d_2 = 4cm = 0,04m\)

\(→ F_2d_2 = 0,5.0,04 = 0,02Nm\)

\(F_1d_1 = F_2d_2\)

Nhận xét: Tích số Fd là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực F và được gọi là momen lực, kí hiệu là M.

Khi đổi giá trị cuả \(F_2\)

Ví dụ về vật có trục quay cố định

Khi đổi độ lớn của \(F_2\) và \(d_2\)

Ví dụ về vật có trục quay cố định

2. Momen lực

a. Định nghĩa: Momen lực 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.

b. Biểu thức:

M = Fd

  • d: Cánh tay đòn của lực (khoảng cách thẳng góc từ trục quay đến giá của lực). (m)
  • F: Độ lớn của lực (N)
  • M: Momen lực (N.m)

3. Chú ý: Momen lực phụ thuộc vào giá của lực so với trục quay

Đĩa chỉ câng bằng khi \(F_1d_1 = F_2d_2 → M_1 = M_2\)

Nghĩa là momen lực làm vật quay theo chiều kim đồng hồ bằng momen làm vật quay theo chiều ngược lại.

Cách xác định cánh tay đòn:

Ví dụ về vật có trục quay cố định

1. Quy tắc momen lực:

Muốn cho 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 ngược chiều kim đồng hồ.

Biểu thức: \(F_1d_1 = F_2d_2\) hay \(M_1 = M_2\)

2. Chú ý:

Quy tắc momen lực còn được áp dụng khi vật có trục quay tạm thời.

\(F_1d_1 = F_2d_2\) hay \(M_1 = M_2\)

Hướng dẫn làm bài tập sgk bài 18 cân bằng của một vật có trục quay cố định – momen lực chương III vật lý lớp 10. Bài giúp các bạn tìm hiểu momen lực và quy tắc mômen lực.

Momen lực đối với một trục quay là gì? Cánh tay đòn của lực là gì? khi nào thì lực tác dụng vào một vật có trục quay cố định không làm cho vật quay?

>> Xem: giải bài tập 1 trang 103 sgk vật lý lớp 10

Phát biểu điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định (hay quy tắc momen lực).

>> Xem: giải bài tập 2 trang 103 sgk vật lý lớp 10

Hãy vận dụng quy tắc momen lực vào các trường hợp sau:

a) Một người dùng xà beng để đẩy một hòn đá (Hình 18.3)

Ví dụ về vật có trục quay cố định

b) Một người cầm càng xe cút kít nâng lên (Hình 18.4).

Ví dụ về vật có trục quay cố định

c) Một người cầm hòn gạch trên tay (Hình 18.5).

Ví dụ về vật có trục quay cố định

>> Xem: giải bài tập 3 trang 103 sgk vật lý lớp 10

Một người dùng búa để nhổ một chiếc đinh (Hình 18.6). Khi người ấy tác dụng một lực 100 N vào đầu búa thì đinh bắt đầu chuyển động. Hãy tính lực cản của gỗ tác dụng vào đỉnh.

Ví dụ về vật có trục quay cố định

>> Xem: giải bài tập 4 trang 103 sgk vật lý lớp 10

Hãy giải thích nguyên tắc hoạt động của chiếc cân (Hình 18.7).

Ví dụ về vật có trục quay cố định

>> Xem: giải bài tập 5 trang 103 sgk vật lý lớp 10

Lời kết: Nội dung bài học bài 18 cân bằng của một vật có trục quay cố định – momen lực chương III vật lý lớp 10. Qua bài học các bạn cần lưu ý như sau:

– Cân bằng của một vật có trục quay cố định, Momen lực cần lưu ý thí nghiệm và momen lực là gì?
– Điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định cần nắm các quy tắc và chú ý.

Vậy, trên là toàn bộ nội dung bài học bài 18 cân bằng của một vật có trục quay cố định – momen lực chương III vật lý lớp 10. Hi vọng bài viết sẽ giúp các ban5 nắm bắt kiến thức một cách tốt nhất, và hoàn thành tốt chương trình học vật lý lớp 10 nhé.

Bài Tập Liên Quan: