Lý thuyết ngẫu lực

I. Ngẫu lực là gì?

Hệ hai lực song song ngược chiều, có độ lớn bằng nhau và cùng tác dụng vào một vật gọi là ngẫu lực.

Ví dụ:

- Dùng tay vặn vòi nước ta đã tác dụng vào vòi một ngẫu lực.

- Dùng tua-vit để vặn đinh ốc, ta tác dụng vào tuanơvit một ngẫu lực.

- Khi ô tô sắp qua đoạn đường ngoặt, người lái xe tác dụng một ngẫu lực vào tay lái (vô lăng).

II. Tác dụng của ngẫu lực đối với một vật rắn.

1. Trường hợp vật không có trục quay cố định

Trong trường hợp vật không có trục quay cố định và chỉ chịu tác dụng của ngẫu lực thì nó sẽ quay quanh một trục đi qua trọng tâm và cùng vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực.

2. Trường hợp vật có trục quay cố định

- Dưới tác dụng của ngẫu lực vật sẽ quay quanh trục cố định đó. Nếu trục quay đi qua trọng tâm thì trục quay không chịu lực tác dụng. Nếu trục quay không đi qua trọng tâm thì trọng tâm của vật sẽ chuyển động tròn xung quanh trục quay và có lực tác dụng vào trục quay làm trục quay biến dạng.

- Khi chế tạo các bộ phận quay của máy móc phải làm cho trục quay đi qua trọng tâm của nó. 

3. Momen của ngẫu lực

- Ngẫu lực tác dụng vào một lực chỉ làm cho vật quay chứ không tịnh tiến.

- Đối với các trục quay vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực thì momen của ngẫu lực không phụ thuộc vào vị trí trục quay và luôn có giá trị:

\(M = {F_1}{d_1} + {F_2}{d_2} = F\left( {{d_1} + {d_2}} \right) = F.d\)

Trong đó:

F là độ lớn của mỗi lực (N)

d là cánh tay đòn của ngẫu lực hay khoảng cách giữa hai giá của hai lực hợp thành ngẫu lực (m)

M là momen lực (N.m)

Sơ đồ tư duy về ngẫu lực