Lí thuyết Bài 21. Moment Lực. Cân bằng của vật rắn - Vật lí 10

BÀI 21. MOMENT LỰC. CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN

I. Moment lực

1. Tác dụng làm quay của lực

- Tác dụng làm quay vật của một lực phụ thuộc vào độ lớn của lực, vị trí của trục quay và cánh tay đòn của lực.

- Cánh tay đòn của lực là khoảng cách từ trục quay đến giá của lực, kí hiệu là d. Cánh tay đòn càng lớn thì tác dụng làm quay của lực càng lớn.

2. Moment lực

- Moment lực đối với trục quay là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực và được đo bằng tích của lực với cánh tay đòn của nó.

M = F.d

- Đơn vị của moment lực là niutơn mét (N.m).

II. Quy tắc moment lực

1. Thí nghiệm

- Lực  có tác dụng làm quay cùng chiều kim đồng hồ.

- Lực có tác dụng làm quay ngược chiều kim đồng hồ.

Khi đĩa cân bằng, tác dụng làm quay của hai lực cân bằng nên moment lực của hai lực trên cân bằng với nhau. Về mặt độ lớn: F₁.d₁ = F₂.d₂

2. Quy tắc moment lực (hay điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định)

- Muốn cho một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng, thì tổng các moment lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng các moment lực có xu hướng làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ.

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

∑M = 0

III. Ngẫu lực

1. Ngẫu lực là gì?

- Ngẫu lực là hệ hai lực song song, ngược chiều, có độ lớn bằng nhau và cùng đặt vào một vật.

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

2. Moment của ngẫu lực

- Moment của ngẫu lực M được xác định:

M = F₁d₁ + F₂d₂ hay M = F.d

Trong đó F là độ lớn của mỗi lực, d là khoảng cách giữa hai giá của lực, gọi là cánh tay đòn của ngẫu lực.

IV. Điều kiện cân bằng tổng quát của vật rắn

Điều kiện cân bằng của một vật rắn là:

- Tổng các lực tác dụng lên vật bằng 0.

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

Sơ đồ tư duy về “ Moment lực. Cân bằng của vật rắn”