CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH - MOMEN LỰC
I. LÝ THUYẾT
1. Cân bằng của một vật có trục quay cô định. Momen lực
a) Thí nghiệm
Cho đĩa tròn có trục quay qua tâm O, trên đĩa có lỗ dùng để treo quả cân. Tác dụng vào đĩa hai lực \(\vec F_1\) và \(\vec F_2\) nằm trong mặt phẳng của đĩa, sao cho đĩa vẫn đứng yên
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 \(\vec F_1\) cân bằng với tác dụng làm quay của lực \(\vec F_2\)
b) Momen lực
Momen lực đối với một trục quay 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 = F.d
Trong đó:
F là độ lớn của lực tác dụng (N)
d là khoảng cách từ trục quay đến giá của lực và gọi là cánh tay đòn của lực (m)
M là momen lực (N.m)
2. Điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định
a) Quy tắc
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:
F1.d1 = F2.d2 hay M1 = M2
Trong trường hợp vật chịu nhiều lực tác dụng:
F1.d1 + F2.d2 +... = F1’.d1’ + F2’.d2’ + ...
b) Chú ý
Quy tắc momen 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.
Nếu ta thôi không tác dụng lực \(\vec F_2\) vào cán, thì dưới tác dụng của lực \(\vec F_1\) của tảng đá, chiếc cuốc chim sẽ quay quanh trục quay O đi qua điểm tiếp xúc của cuốc với mặt đất
II. TRẮC NGHIỆM VẬN DỤNG
Câu 1: Một thanh đồng chất có trọng lượng P được gắn vào tường nhờ một bản lề và được giữ nằm ngang bằng một dây treo thẳng đứng (Hình 18.1). Xét momen lực đối với bản lề. Hãy chọn câu đúng.
A. Momen của lực căng > momen của trọng lực
B. Momen của lực căng < momen của trọng lực
C. Momen của lực căng = momen của trọng lực
D. Lực căng của dây = trọng lượng của thanh.
Câu 2: Một thanh AB = 7,5 m có trọng lượng 200 N có trọng tâm G cách đầu A một đoạn 2 m. Thanh có thể quay xung quanh một trục đi qua O. Biết OA = 2,5 m. Để AB cân bằng phải tác dụng vào đầu B một lực F có độ lớn bằng
A. 100 N.
B. 25 N.
C. 10 N.
D. 20 N.
Câu 3: Một vật rắn ở trạng thái cân bằng sẽ không quay khi tổng momen của lực tác dụng bằng 0. Điều này chỉ đúng khi mỗi momen lực tác dụng được tính đối với
A. trọng tâm của vật rắn.
B. trọng tâm hình học của vật rắn.
C. cùng một trục quay vuông góc với mặt phẳng chứa lực
D. điểm đặt của lực tác dụng.
Câu 4: Cho một thang có khối lượng m = 20kg được dựa vào tường trơn nhẵn dưới góc nghiêng α. Hệ số ma sát giữa thang và sàn là k = 0,6. Một người khối lượng m’= 40kg leo lên thang khi α = 45°. Hỏi người này lên đến vị trí O’ nào trên thang thì thang sẽ bị trượt. Biết chiều dài thang l = 2m.
A. O’ cách A một đoạn 2,9m
B. O’ cách A một đoạn 1,9m
C. O’ cách A một đoạn 2,3m
D. O’ cách A một đoạn 1,3m
Câu 5: Thanh AB khối lượng m1 = 10kg, chiều dài l = 3m gắn vào tường bởi bản lề A. Đầu B của thanh treo vật nặng m2 = 5kg. Thanh được giữ cân bằng nằm ngang nhờ dây treo CD; góc α = 45°. Tìm lực căng và phản lực tác dụng lên thanh AB biết AC = 2m.
A. T = 150√2 N và N = 150 N
B. T = 150√2 N và N = 250 N
C. T = 150√3 N và N = 250 N
D. T = 150√3 N và N = 150 N.
...
------( Nội dung tiếp theo của tài liệu, các em vui lòng đăng nhập để xem online hoặc tải về máy)------
Trên đây là một phần trích dẫn nội dung tài liệu Tổng hợp lý thuyết và bài tập về Cân bằng của một vật có trục quay cố định - Momen lực môn Vật Lý 10 năm 2020-2021. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
Chúc các em học tập tốt !
