Lí thuyết Bài 6 Mômen lực. Điều kiện cân bằng của vật - Vật lí 10

Tổng hợp lực song song Mômen lực Ngẫu lực. Mômen ngẫu lực Điều kiện cân bằng của vật

BÀI 6. MÔMEN LỰC. ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA VẬT

I. Tổng hợp lực song song

- Hợp lực của hai lực song song, cùng chiều là một lực song song, cùng chiều với hai lực ấy và có độ lớn của hai lực thành phần: \(F = {F_1} + {F_2}\)

- Điểm đặt O của F chia đoạn thẳng nối điểm đặt \({O_1}\), \({O_2}\) của \({F_1}\), \({F_2}\) thành những đoạn tỉ lệ với độ lớn của hai lực ấy:

\(\frac{{O{O_1}}}{{O{O_2}}} = \frac{{{F_2}}}{{{F_1}}}\)

II. Mômen lực

- Đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của một lực là mômen lực của nó. Mômen M của một lực được tính bằng tích độ lớn của lực với khoảng cách từ trục quay đến đường thẳng trùng với phương của lực (giá của lực)

M = F.d

- Đơn vị của mômen lực: N.m

Ví dụ:

Ta thấy \({F_1}\) vuông góc với thanh nên khoảng cách từ trục quay của vật đến giá của \({F_1}\) chính là \({l_1}\)

=> \({M_1} = {F_1}.{l_1} = {F_1}.{d_1}\)

Phân tích \({F_2}\) thành 2 lực thành phần:

+ \({F_{2x}} = {F_2}.\cos \theta \)

+ \({F_{2y}} = {F_2}.\sin \theta \)

Theo định nghĩa thì mômen của lực \({F_{2y}}\) là: \({M_{2y}} = {F_{2y}}.{l_1} = {F_2}.{l_1}.\sin \theta = {M_2}\)

Do thành phần \({F_{2x}}\) không có tác dụng làm quay vì khoảng cách từ trục quay đến giá của thành phần lực này 0, nên thành phần \({F_{2y}}\) gây ra tác dụng làm quay

III. Ngẫu lực. Mômen ngẫu lực

- Để tạo thành một ngẫu lực, hai lực phải:

+ Tác dụng vào cùng một vật

+ Song song, nhưng ngược chiều

+ Có giá cách nhau một khoảng d

+ Bằng nhau về độ lớn: \({F_1} = {F_2} = F\)

Ví dụ:

- Do hai lực tạo thành ngẫu lực là hai lực song song, ngược chiều và cùng độ lớn nên ngãua lực chỉ có tác dụng làm quay vật

- Tác dụng làm quay của cặp lực này được gọi là mômen của ngẫu lực

IV. Điều kiện cân bằng của vật

1. Quy tắc mômen lực

Một vật có trục quay cố định sẽ cân bằng khi tổng các mômen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ bằng với tổng các mômen lực có xu hướng làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ

2. Điều kiện cân bằng của vật

+ Hợp lực tác dụng lên vật bằng không

+ Tổng mômen của các lực tác dụng lên vật đối với trục quay bất kì bằng 0

Sơ đồ tư duy về "Mômen lực. Điều kiện cân bằng của vật"