Bài 21. Moment lực. Cân bằng của vật rắn trang 83, 84, 85 Vật Lí 10 Kết nối tri thức

Nếu dùng tay để siết chặt một đai ốc thì việc đó rất khó, tuy nhiên với dụng cụ thích hợp như cờ lê thì việc siết chặt đai ốc trở nên dễ dàng. Mô tả thao tác dùng búa để nhổ đinh được dễ dàng? Tác dụng làm quay của lực phụ thuộc những yếu tố nào?

Quảng cáo
Lựa chọn câu để xem lời giải nhanh hơn

Câu hỏi tr 83

1. Mở đầu: Nếu dùng tay để siết chặt một đai ốc thì việc đó rất khó, tuy nhiên với dụng cụ thích hợp như cờ lê thì việc siết chặt đai ốc trở nên dễ dàng.

Tác dụng của dụng cụ này thay đổi thế nào nếu ta tăng độ lớn của lực hoặc sử dụng cờ lê dài hơn?

Phương pháp giải:

Vận dụng kiến thức trong KHTN 8 về tác dụng làm quay của lực

Lời giải chi tiết:

Nếu ta tăng độ lớn của lực hoặc sử dụng cờ lê dài hơn thì việc siết chặt đai ốc càng trở nên dễ dàng.

2. Câu hỏi

Câu 1: Mô tả thao tác dùng búa để nhổ đinh.

Phương pháp giải:

Quan sát hình vẽ, vận dụng kiến thức đã học

Lời giải chi tiết:

Cho đinh vào đầu búa, tay cầm vào đuôi cán búa, càng cách xa đầu búa thì càng nhổ dễ, dùng một lực từ cánh tay hướng xuống dưới và nhổ đinh lên.

Câu 2: Lực\(\overrightarrow F \) nên đặt vào đâu trên cán búa để nhổ đinh được dễ dàng? Khi đó cánh tay đòn (d) của lực lớn hay nhỏ?

Phương pháp giải:

Quan sát hình vẽ, vận dụng kiến thức đã học

Lời giải chi tiết:

Lực \(\overrightarrow F \) nên đặt vào đuôi cán búa để nhổ đinh được dễ dàng. Khi đó cánh tay đòn (d) của lực lớn.

Câu 3: Tác dụng làm quay của lực phụ thuộc những yếu tố nào?

Lời giải chi tiết:

Tác dụng làm quay của lực phụ thuộc vào những yếu tố:

+ Cánh tay đòn (d)

+ Độ lớn của lực

+ Vị trí của trục quay.

3. Câu hỏi

Hình 21.2 mô tả một chiếc thước mảnh OA, đồng chất, dài 50 cm, có thể quay quanh trục quay cố định ở đầu O.

Câu 1: Trong các tình huống ở Hình 21.2a, b, thước OA quay theo chiều kim đồng hồ hay ngược chiều kim đồng hồ?

Phương pháp giải:

Quan sát hình vẽ

Lời giải chi tiết:

- Hình 21.2a, thước OA quay theo chiều kim đồng hồ

- Hình 21.2b, thước OA quay ngược chiều kim đồng hồ

Câu 2: Tính moment lực ứng với mỗi tình huống trong Hình 21.2.

Phương pháp giải:

Biểu thức tính moment lực: M = F.d

Trong đó:

+ M: moment lực F (N.m)

+ F: lực tác dụng lên vật làm vật quay (N)

+ d: khoảng cách từ tâm quay đến giá của lực F (cánh tay đòn của lực F) (m)

Lời giải chi tiết:

- Hình 21.2a:

Ta có F = 4 N; d = 50 cm = 0,5 m

=> Moment lực trong hình 21.2a là: M = F.d = 4.0,5 = 2 (N.m)

- Hình 21.2b:

Ta có F = 2 N; d = 50.cos200 cm = 0,5. cos200 m

=> Moment lực trong hình 21.2b là: M = F.d = 2.0,5.cos200 = 0,94 (N.m)

Câu hỏi tr 84

1. Câu hỏi

Câu 1: Nếu bỏ lực \(\overrightarrow {{F_1}} \) thì đĩa quay theo chiều nào?

Phương pháp giải:

Quan sát hình

Lời giải chi tiết:

Nếu bỏ lực \(\overrightarrow {{F_1}} \) thì đĩa quay ngược chiều kim đồng hồ.

Câu 2: Nếu bỏ lực \(\overrightarrow {{F_2}} \) thì đĩa quay theo chiều nào?

Phương pháp giải:

Quan sát hình

Lời giải chi tiết:

Nếu bỏ lực \(\overrightarrow {{F_2}} \) thì đĩa quay theo chiều kim đồng hồ.

Câu 3: Khi đĩa cân bằng lập tích F1 .d1 và F2 .d2 rồi so sánh.

Phương pháp giải:

Biểu thức tính moment lực: M = F.d

Trong đó:

+ M: moment lực F (N.m)

+ F: lực tác dụng lên vật làm vật quay (N)

+ d: khoảng cách từ tâm quay đến giá của lực F (cánh tay đòn của lực F) (m)

Lời giải chi tiết:

Moment lực \(\overrightarrow {{F_1}} \) là: M1 = F1 .d1

Moment lực \(\overrightarrow {{F_2}} \) là: M2 = F2 .d2

Do vật cân bằng nên M1 = M2 => F1 .d1 = F2 .d2

2. Câu hỏi

a) Sử dụng kiến thức về moment lực giải thích vì sao chiếc bập bênh đứng cân bằng.

b) Cho biết người chị (bên phải) có trọng lượng P2 = 300 N, khoảng cách d2 = 1 m, còn người em có trọng lượng P1 = 200 N. Hỏi khoảng cách d1 phải bằng bao nhiêu để bập bênh cân bằng nằm ngang?

Phương pháp giải:

Điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định: Tổng các moment lực tác dụng lên vật (đối với một điểm bất kì ) bằng 0.

F1 .d1 = F2 .d2

Lời giải chi tiết:

a) Chiếc bập bênh đứng cân bằng do moment lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ bằng moment lực có xu hướng làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ.

b) Lực của người em và người chị tác dụng lên bập bênh là trọng lực P

Do bập bênh cân bằng nên ta có:

\(\begin{array}{l}{F_1}.{d_1} = {F_2}.{d_2} \Leftrightarrow {P_1}.{d_1} = {P_2}.{d_2}\\ \Rightarrow {d_1} = \frac{{{P_2}}}{{{P_1}}}.{d_2} = \frac{{300}}{{100}}.1 = 3(m)\end{array}\)

Câu hỏi tr 85

1. Hoạt động

Câu 1: Đặt một chiếc thước dài trên bàn. Cho một bạn nâng một đầu thước lên và giữ yên (Hình 21.7). Hỏi:

- Khi thay đổi lực nâng \(\overrightarrow F \)ta thấy thước quay quanh trục nào?

- Khi thước đang đứng yên ở vị trí như Hình 21.7, ta có thể áp dụng quy tắc moment lực được không và áp dụng như thế nào?

 

Phương pháp giải:

Quan sát hình vẽ

Lời giải chi tiết:

- Khi thay đổi lực nâng \(\overrightarrow F \)ta thấy thước quay quanh trục AB

- Khi thước đang đứng yên ta có thể áp dụng được quy tắc moment lực được. Cách áp dụng:

+ Buộc dây vào đầu B và treo vào một điểm cố định, khi đó thước sẽ đứng yên

Câu 2: Khi một vật không có điểm tựa cố định. Ví dụ, thanh cứng tựa vào bức tường nhẵn, đầu dưới của thanh đặt trên bàn nhám (Hình 21.8). Khi đó ta có thể áp dụng được quy tắc moment lực được không và áp dụng như thế nào?

Lời giải chi tiết:

Ta có thể áp dụng được quy tắc moment lực. Cách áp dụng:

+ Cách 1: Để thẳng thanh cứng và cho thanh tựa vào tường, khi đó thanh sẽ đứng yên

+ Cách 2: Để thanh nằm ngang trên mặt bàn nhám.

2. Câu hỏi

Áp dụng điều kiện cân bằng tổng quát vào thanh cứng tựa tường (Hình 21.8).

a) Viết điều kiện cân bằng thứ nhất

b) Viết điều kiện cân bằng thứ hai đối với trục quay A.

Phương pháp giải:

Điều kiện cân bằng của một vật rắn:

+ Tổng các lực tác dụng lên vật bằng 0.

+ Tổng các moment lực tác dụng lên vật đối với một điểm bất kì bằng 0 (nếu chọn một chiều quay là chiều dương).

Lời giải chi tiết:

a) Điều kiện cân bằng thứ nhất: Tổng các lực tác dụng lên vật bằng 0.

=> \(\overrightarrow {{N_A}}  + \overrightarrow {{N_B}}  + \overrightarrow P  + \overrightarrow {{F_{msn}}}  = \overrightarrow 0 \)

b) Điều kiện cân bằng thứ hai đối với trục quay A. Chọn chiều quay theo kim đồng hồ là chiều dương

+ Tại G:  \(\overrightarrow P \)làm thanh có xu hướng quay theo chiều kim đồng hồ: \({M_G} > 0\)

+ Tại B: \(\overrightarrow {{N_B}} \)làm thanh có xu hướng quay ngược chiều kim đồng hồ: \({M_B} < 0\)

=> Điều kiện cân bằng đối với trục quay A: \({M_G} - {M_B} = 0 \Leftrightarrow {M_G} = {M_B}\)

 

  • Bài 22. Thực hành: Tổng hợp lực trang 86, 87, 88, 89 Vật Lí 10 Kết nối tri thức

    Gắn đế nam châm lên bảng thép, móc sợi dây cao su vào đế nam châm, đặt hai lực kế lên bảng thép và móc hai lực kế vào đầu còn lại của dây cao su. So sánh các kết quả hợp lực thu được bằng lí thuyết và bằng thí nghiệm, rút ra kết luận. Em có thể đề xuất một phương án thí nghiệm khác để tiến hành thí nghiệm tổng hợp hai lực đồng quy

  • Bài 20. Một số ví dụ về cách giải các bài toán thuộc phần động lực học trang 80, 81, 82 Vật Lí 10 Kết nối tri thức

    Người ta đẩy một cái thùng có khối lượng 55 kg theo phương ngang với lực 220 N làm thùng chuyển động trên mặt phẳng ngang. Hệ số ma sát trượt giữa thùng và mặt phẳng là 0,35. Tính gia tốc của thùng. Lấy g = 9,8 m/s2 .Một quyển sách đặt trên mặt bàn nghiêng và được thả cho trượt xuống. Cho biết góc nghiêng so với phương ngang. Một học sinh dùng dây kéo một thùng sách nặng 10 kg chuyển động trên mặt sàn nằm ngang. Dây nghiêng một góc chếch lên trên 450 so với phương ngang. Hai vật có khối lượng

  • Bài 19. Lực cản và lực nâng trang 77, 78, 79 Vật Lí 10 Kết nối tri thức

    Bằng cảm nhận trực giác, em thử đoán xem độ lớn của lực cản phụ thuộc vào những yếu tố nào. Em hãy tìm những thí nghiệm để chứng minh cho những dự đoán của em. Trong hình ở phần mở đầu bài học, ô tô nào chịu lực cản nhỏ hơn. Nêu thêm một số ví dụ chứng tỏ lực cản của không khí liên quan đến hình dạng và tốc độ của vật. Chuồn chuồn có thể bay lượn trong không trung. Tại sao chúng không bị rơi xuống đất do trọng lực (Hình 19.5b). Biểu diễn các lực tác dụng lên một khí cầu đang lơ lửng trong không

  • Bài 18. Lực ma sát trang 72, 73, 74, 75, 76 Vật Lí 10 Kết nối tri thức

    Điều nào sau dây không đúng khi nói về lực ma sát nghỉ. Các tình huống sau đây liên quan đến loại lực ma sát nào. Quan sát hình 18.2 và thảo luận các tình huống sau. Đặt trên bàn một vật nặng có dạng hình hộp. Thí nghiệm 1: Kiểm chứng độ lớn của lực ma sát phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của bề mặt tiếp xúc, nhưng không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc. Đặt mặt có diện tích lớn của khối gỗ lên bề mặt tiếp xúc. Đặt mặt có diện tích nhỏ của khối gỗ lên bề mặt tiếp xúc và lặp lại thí nghiệm nh

  • Bài 17. Trọng lực và lực căng trang 69, 70, 71 Vật Lí 10 Kết nối tri thức

    Thảo luận tình huống đề cập trong hình 17.1: Tại sao khi được buông ra, các vật quanh ta đều rơi xuống đất. Lực kế trong Hình 17.2 đang chỉ ở vạch 10 N. Đo trọng lượng của một vật ở một địa điểm trên Trái Đất có gia tốc rơi tự do là. Xác định trọng tâm của một vật phẳng, mỏng. Dựa vào Hình 17.4, hãy thảo luận và phân tích để làm sáng tỏ các ý sau đây. Những vật nào chịu lực căng của dây. Lực căng có phương, chiều thế nào. Hãy chỉ ra điểm đặt, phương, chiều của lực căng trong Hình 17.5a và 17.5b.

Quảng cáo
close