Bài giảng Vật lí Lớp 10 - Bài 18: Cân bằng của một vật có trục quay cố định, Momen lực

Nội dung text: Bài giảng Vật lí Lớp 10 - Bài 18: Cân bằng của một vật có trục quay cố định, Momen lực

1. “Hãy cho tôi một điểm tựa, tôi sẽ nhấc bổng trái đất” ACSIMET ( 287 – 216 Trước công nguyên)
2. Bài 18. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC
3. Hãy kể tên những vật có trục quay cố định?
4. I. Momen lực 1. Thí nghiệm TN1. Giữ nguyên vị trí đặt lực, thay đổi độ lớn của lực. Độ lớn của lực càng lớn, tốc d1 độ quay càng nhanh. F1 => Tại cùng một vị trí tác F dụng lực vào vật rắn, tác dụng 2 làm quay của lực tỉ lệ thuận với d2 độ lớn của lực.
5. I. Momen lực 1. Thí nghiệm TN2. Thay đổi vị trí đặt lực, giữ nguyên độ lớn của lực. Lực tác dụng càng gần trục quay thì tốc độ quay của vật rắn d1 càng giảm F1 => Với cùng một lực tác F dụng, tác dụng làm quay của 2 lực tỉ lệ thuận với khoảng cách d2 từ trục quay đến giá của lực.
6. I. Momen lực 1. Thí nghiệm 2. 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 khoảng cách từ trục quay đến giá của lực (cánh tay đòn). M = Fd M là momen lực (N.m) F là độ lớn của lực tác dụng (N) d là khoảng cách từ trục quay đến giá của lực (cánh tay đòn) (m)
7. Người ta thường bố trí tay nắm cửa cách xa bản lề (trục quay của cánh cửaTại) nhằm sao n tănggười ta momen lực (tăngthường tác dụng bố trí làm tay quay của lực nắmgiúp ta cửa có thểcách mở xa cửa dễbản dàng lề hơn) (trục quay của cánh cửa)?
8. M = Fd Nhận xét: Muốn tăng momen lực ta có thể tăng độ lớn của lực tác dụng hoặc tăng độ dài của cánh tay đòn. Khi d=0 => M=0 => nếu giá của lực đi qua tâm quay thì lực không có tác dụng làm quay.
9. II. Quy tắc momen lực 1. Quy tắc d1 F1 F1d1 = F2d2 F2 d2
10. II. Quy tắc momen lực 1. Quy tắc F1d1 + F2d2 = F3d3+F4d4 Hay M + M = M + M 1 2 3 4 d d3 1 F1 d2 F3 F2 F4 d4
11. II. Quy tắc momen lực 1. 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. Mcùng chiều kim đồng hồ = Mngược chiều kim đồng hồ
12. II. Quy tắc momen lực 1. Quy tắc 2. Chú ý F2 Quy tắc momen lực d còn được áp dụng cho 2 cả trường hợp một vật không có trục quay cố định nếu như trong một tình huống nào đó ở vật xuất hiện trục quay. d1 0 F1
13. “Hãy cho tôi một điểm tựa, tôi sẽ nhấc bổng trái đất” ACSIMET ( 287 – 216 Trước công nguyên)
14. LUYỆN TẬP Bài 1. Một người dùng búa để nhổ một chiếc đinh (như hình bên). Khi người ấy tác dụng một lực F = 100N vào đầu búa thì đinh bắt đầu chuyển động. Tính lực cản của gỗ tác dụng vào đinh.
15. Giải Gọi d1 là cánh tay đòn của lực F, ta có d1= 20cm = 0,2m Gọi d2 là cánh tay đòn của lực cản của gỗ, ta có d2=2cm=0,02m Áp dụng quy tắc momen lực, ta có M1 = M2 Fd1 = Fcd2 Fd1 100.0,2 Fc = = = 1000N d2 0,02
16. LUYỆN TẬP Bài 2. Thanh AB đồng chất tiết diện đều. Mắc vào A vật có trọng lượng P1=10N, mắc vào C vật có trọng lượng P2 =20N sao cho thanh AB cân bằng. Bỏ qua khối lượng của thanh AB và OC=10cm. Tìm đoạn OA? A O C B P Trục quay 1 tạm thời P2
17. A O C B P Trục quay 1 tạm thời P2 Áp dụng quy tắc momen lực, ta có P1 = 10 N M1 = M2 P2 = 20 N P1.OA = P2.OC OC = 10 cm = 0,1m P .OC 10.0,1 OA = ? = 1 = = 0,2 m = 20cm P2 20
18. LUYỆN TẬP Bài 3. Một người nâng một tấm gỗ nặng 30kg dài 1,5m, lực nâng vuông góc với tấm gỗ và giữ cho nó hợp với mặt đất nằm ngang một góc =300. Biết trọng tâm của tấm gỗ cách đầu mà người đó nâng 120cm. Tính lực nâng của người đó.
19. Ta có: m = 30kg, AB = 1,5m, = 300, GB = 1,2m Cánh tay đòn của lực F là AB = 1,5m Cánh tay đòn của lực P là AI = AG.cos Áp dụng quy tắc momen lực, ta có F.AB = P.AI P.AI 30.10.0,3.cos300 F = = = 30 3N AB 1,5