[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!
ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.
Bài 14: Moment lực. Điều kiện cân bằng của vật
1.Moment lực - Moment ngẫu lực:Khái niệm moment lực
Nhiều trường hợp trong thực tiễn, lực hoặc hệ lực tác dụng vào vật không có tác dụng làm vật chuyển động theo hướng của lực tổng hợp mà làm cho vật quay.
Ví dụ: Tác dụng lực làm cánh cửa quay và làm cho cờ lê quay từ đó có thể giúp tháo ốc.
| Xét trường hợp lực tác dụng vuông góc với trục quay định của vật như trong Hình 14.4. Bu lông càng dễ quay trong các trường hợp: – Khi điểm đặt lực cố định (Hình 14.4b): Độ lớn của lực tác dụng lên cờ lê càng lớn. – Khi giữ lực có độ lớn không đổi: điểm đặt lực càng xa trục quay. Ngoài ra, việc làm vật quay còn phụ thuộc vào giá của lực. Như vậy, tác dụng làm quay vật của lực không chỉ phụ thuộc vào độ lớn F của lực mà còn phụ thuộc vào phương của lực và khoảng cách d từ trục quay đến giá của lực, gọi là cánh tay đòn. Đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay vật của lực là moment lực, có định nghĩa như sau: |  |
*Moment lực đối với một trục quay là đại lượng đặc đo bằng trưng cho tác dụng làm quay của lực và được đo bằng tích của lực với cánh tay đòn của nó.
[math]M=F.d[/math]Trong hệ [imath]SI[/imath], đơn vị của moment lực là [imath]N.m.[/imath]
Khái niệm Moment ngẫu lực:
| Các vật trong Hình 14.6 được tác dụng bởi hai lực bằng nhau về độ lớn nhưng song song và ngược chiều với nhau. |  |
| Xét trường hợp trong Hình 14.6b, lực [imath]\overrightarrow{F_{1}}[/imath] và [imath]\overrightarrow{F_{1}}[/imath] đều có tác dụng làm vô lăng quay ngược chiều kim đồng hồ và có cánh tay đòn lần lượt là [imath]d[/imath], và thân trời sáng tại [imath]d_{1}[/imath] Ta có khoảng cách giữa hai giá của hai lực là . Lúc [imath]d = d_{1} + d_{2}[/imath] đó, [imath]d[/imath] được gọi là cánh tay đòn của ngẫu lực (Hình 14.7). Khi đó, moment của ngẫu lực đối với trục quay đi qua điểm [imath]O[/imath] (tâm vô lăng) được xác định: [math]M=F_1.d_1+F_2.d_2=F.d[/math] |  |
| Lưu ý: Dưới tác dụng của ngẫu lực, chuyển động quay của vật bị thay đổi. Vật sẽ quay: - quanh một trục cố định như các vật trong Hình 14.6a và 14.6b. quanh một trục qua trọng tâm đối với vật tự do như thành trong Hình 14.6c. |  |
2.Quy tắc Moment:
Quy tắc Moment:
Muốn cho một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng, tổng độ lớn các moment có xu hướng Ghi làm vật quay theo chiều kim đông hồ phải bằng tổng độ lớn các moment lực có xu hướng làm vật quay theo chiều ngược lại.
[math]M_1+M_2+...=M'_1+M'_2+....[/math]
Điều kiện cân bằng của vật:
Khi vật rắn ở trạng thái cân bằng lực tác dụng vào vật phải có hai điều kiện sau:
– Lực tổng hợp tác dụng lên vật bằng không.
- Tổng moment lực tác dụng lên vật đối với một điểm bất kì bằng không.
[imath]\overrightarrow{F_1}+\overrightarrow{F_2}+....+\overrightarrow{F_n}=\overrightarrow{0}[/imath]
[imath]M_1+M_2+.....+M_n=0[/imath]
Trong điều kiện về moment lực, ta cần quy ước các moment lực có xu hướng làm vật quay theo một chiều có giá trị dương. Từ đó, các moment lực có xu hướng làm vật quay theo chiều ngược với chiều dương quy ước sẽ có giá trị âm.
Bài tập SGK:
Bài 1:| Người ta tác dụng lực [imath]\overrightarrow{F}[/imath] có độ lớn [imath]80 N[/imath] lên tay quay để xoay chiếc cối xay như Hình 14P.1. Cho rằng [imath]\overrightarrow{F}[/imath] có phương tiếp tuyến với bề mặt cối xay, khoảng cách từ tay quay đến tâm quay là [imath]d = 40 cm[/imath]. Xác định moment của lực [imath]\overrightarrow{F}[/imath] đối với trục quay qua tâm cối xay. |  |
Lời giải:
Moment lực: [imath]M=F.d=80.0,4=32N.m[/imath]
Bài 2:
| Để nhổ một cây đinh ghim vào bàn gỗ theo phương thẳng đứng như Hình 14P.2, ta tác dụng lực [imath]F = 150 N[/imath] theo phương song song với mặt bàn. Búa có thể quay quanh trục quay vuông góc với mặt phẳng hình vẽ tại điểm [imath]O[/imath], khoảng cách từ điểm đặt tay đến mặt bàn là [imath]24 cm[/imath] và khoảng cách từ đinh đến trục quay là [imath]3 cm[/imath]. Xác định lực do búa tác dụng lên đinh. |  |
Lời giải:
Gọi [imath]d_F[/imath] là cánh tay đòn của lực [imath]F[/imath], ta có: [imath]d_F = 24 cm = 0,24 m[/imath]
Gọi [imath]d_{Fc}[/imath] là cánh tay đòn của lực cản gỗ: [imath]d_{Fc} = 3 cm = 0,03 m[/imath]
Theo quy tắc moment:
[imath]F.d_F=F_C.d_{FC}⇔150.0,24=F_C.0,03⇒F_C=1200N[/imath]
------
Xem thêm: HỆ THỐNG MỤC LỤC CÁC BÀI VẬT LÍ 10
Attachments
Last edited: