Vật lý 10 Bài 18: Cân bằng của một vật có trục quay cố định và Momen lực

Lý thuyếtTrắc nghiệmBT SGK FAQ

Trong cuộc sống, chúng ta thường xuyên gặp nhiều trường hợp của vật rắn khi quay quanh một trục quay cố định, chẳng hạn như đòn bẩy. Tuy nhiên, quy tắc đòn bẩy chỉ là một trường hợp riêng của một quy tắc tổng quát hơn mà ta sẽ học dưới đây, vậy quy tắc đó là gì ? Và nếu 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? 

Đáp án của những câu hỏi trên đều nằm trong nội dung bài giảng, mời các em cùng theo dõi nội dung Bài 18: Cân bằng của một vật có trục quay cố định và Momen lực để có được câu trả lời nhé.

Quảng cáo

Tóm tắt lý thuyết

1.1. Cân bằng của một vật có trục quay cố định. Mômen lực.

1.1.1. Thí nghiệm.

  • Nếu không có lực \({\vec F_2}\) thì lực \({\vec F_1}\) làm cho đĩa quay theo chiều kim đồng hồ.

  • Ngược lại nếu không có lực \({\vec F_1}\) thì lực \({\vec F_2}\) làm cho đĩa quay ngược chiều kim đồng hồ. Đĩa đứng yên vì tác dụng làm quay của lực \({\vec F_2}\) cân bằng với tác dụng làm quay của lực \({\vec F_2}\).

1.1.2. Mômen lực

  • Mômen lực đối với một trục quay là 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.

\(M{\rm{ }} = {\rm{ }}F.d{\rm{ }}\left( {N/m} \right)\)

  • Với

    • M : momen của lực

    • d : cánh tay đòn của lực là khoảng cách từ trục quay đến giá của lực.

    • Đơn vị momen lực:  N.m 

1.2. Điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định.

1.2.1. Quy tắc.

  • Muốn cho một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng, thì tổng các mômen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng các mômen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều ngược lại.

\({M_1} = {M_2}\)

\(\,{F_1}.{d_1} = {F_2}.{d_2}\)

1.2.2. Chú ý

  • Qui tắc mômen còn được áp dụng cho cả trường hợp một vật không có trục quay cố định nếu như trong một tình huống cụ thể nào đó ở vật xuất hiện trục quay

Bài tập minh họa

Bài 1:

Một người dùng búa để nhổ một chiếc đinh. Khi người ấy tác dụng một lực F1 = 100N vào đầu búa thì đinh bắt đầu chuyển động. Hãy tìm lực cản của gỗ tác dụng lên đinh. Biết d1= 20cm, d2 = 2cm.

Hướng dẫn giải

  • Khi đinh bắt đầu chuyển động thì Momen của búa xem như bằng momen cản của đinh:

  • Ta có: \({M_1} = {M_2}\)

\(\,{F_1}.{d_1} = {F_2}.{d_2}\)

\( \Rightarrow {F_2} = \frac{{{F_1}{d_1}}}{{{d_2}}} = \frac{{100.0,2}}{{0,02}} = 1000N\)

Bài 2:

Biểu thức nào sau đây không chính xác theo quy tắc momen lực :

A. \(\frac{{{F_1}}}{{{F_2}}} = \frac{{{d_2}}}{{{d_1}}}\)                    B. \(\frac{{{F_1}}}{{{F_2}}} = \frac{{{d_1}}}{{{d_2}}}\)

C. \(\frac{{{F_2}}}{{{F_1}}} = \frac{{{d_1}}}{{{d_2}}}\)                    D. \(\frac{{{d_1}}}{{{F_2}}} = \frac{{{d_2}}}{{{F_1}}}\)

Hướng dẫn giải

Theo quy tắc momen lực: 

\(\,{F_1}.{d_1} = {F_2}.{d_2}\)

⇔ \(\frac{{{F_1}}}{{{F_2}}} = \frac{{{d_2}}}{{{d_1}}}\) ⇔ \(\frac{{{F_2}}}{{{F_1}}} = \frac{{{d_1}}}{{{d_2}}}\) ⇔ \(\frac{{{d_1}}}{{{F_2}}} = \frac{{{d_2}}}{{{F_1}}}\)

⇒ Biểu thức câu B không chính xác.

Bài 3:

Chọn câu phát biểu sai:

A. Momen lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của vật.

B. Momen lực được đo bằng tích của lực với cánh tay đòn của lực đó.

C. Cánh tay đòn là khoảng cách từ trục quay đến giá của lực.

D. Momen lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực.

Hướng dẫn giải:

  • Mômen lực đối với một trục quay là là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực ⇒ Đáp án A sai

3. Luyện tập Bài 18 Vật lý 10

Qua bài giảng Cân bằng của một vật có trục quay cố định và Momen lực này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :

  • Phát biểu được định nghĩa và viết được biểu thức của momen lực.

  • Phát biểu được quy tắc momen lực.

  • Vận dụng được khái niệm momen lực và quy tắc momen lực để giải thích một số hiện tượng vật lí thường gặp trong đời sống và kĩ thuật 

3.1. Trắc nghiệm

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 10 Bài 18 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

Câu 4- Câu 10: Xem thêm phần trắc nghiệm để làm thử Online 

3.2. Bài tập SGK và Nâng cao 

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 10 Bài 18 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Bài tập 1 trang 103 SGK Vật lý 10

Bài tập 2 trang 103 SGK Vật lý 10

Bài tập 3 trang 103 SGK Vật lý 10

Bài tập 4 trang 103 SGK Vật lý 10

Bài tập 5 trang 103 SGK Vật lý 10

4. Hỏi đáp Bài 18 Chương 3 Vật lý 10

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!

  • hihi giúp mình với nhé

    Một thanh gổ dài 1,5 m nặng 12 kg, một đầu được gắn vào trần nhà nhờ một bản lề, đầu còn lại được buộc vào một sợi dây và gắn vào trần nhà sao cho phương của sợi dây thẳng đứng và giử cho tấm gổ nằm nghiêng hợp với trần nhà nằm ngang một góc a. Biết trọng tâm của thanh gổ cách đầu gắn bản lề 50 cm. Tính lực căng của sợi dây và lực tác dụng của bản lề lên thanh gổ. Lấy g = 10 m/s2.

    Theo dõi (0) 1 Trả lời
  • Mn ơi làm sao ra bài này đc ạ

    Một người nâng một tấm gổ dài 1,5 m, nặng 60 kg và giử cho nó hợp với mặt đất nằm ngang một góc a. Biết trọng tâm của tấm gổ cách đầu mà người đó nâng 120 cm, lực nâng hướng thẳng đứng lên trên. Tính lực nâng của người đó và phản lực của mặt đất lên tấm gổ. Lấy g = 10 m/s2.

    Theo dõi (0) 1 Trả lời
  • Help me

    Một người nâng một tấm gổ dài 1,5 m, nặng 30 kg và giử cho nó hợp với mặt đất nằm ngang một góc a = 300. Biết trọng tâm của tấm gổ cách đầu mà người đó nâng 120 cm, lực nâng vuông góc với tấm gổ. Tính lực nâng của người đó.

    Theo dõi (0) 1 Trả lời

-- Mod Vật Lý 10 HỌC247

Quảng cáo

Được đề xuất cho bạn