VI. MÔMEN LỰC. ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA VẬT
- Hợp lực của hai lực F$_{1}$ và F$_{2}$ song song, cùng chiều là một lực F song song, cùng chiều với hai lực ấy, có độ lớn bằng tổng các độ lớn của hai lực thành phần và điểm đặt O của F chia đoạn thẳng nối điểm đặt O$_{1}$, O$_{2}$ của F$_{1}$, F$_{2}$ thành những đoạn thẳng tỉ lệ nghịch với độ lớn của hai lực ấy.
- Mômen M của một lực đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực đó và được tính bằng tích độ lớn của lực với khoảng cách từ trục quay đến đường thẳng chứa vectơ lực (giá của lực).
- Ngẫu lực là hai lực song song, ngược chiều, bằng nhau về độ lớn, tác dụng vào một vật và giá của hai lực cách nhau một khoảng d.
- Mômen của ngẫu lực bằng: M = Fd
- Điều kiện cân bằng tổng quát của một vật rắn gồm:
- Lực tổng hợp tác dụng lên vật bằng không.
- Tổng mômen của các lực tác dụng lên vật đối với trục quay bất kì bằng không.
Bài tập & Lời giải
2.58 Một thanh đồng chất tì lên giá đỡ tại O và được giữ nằm cân bằng với hai lực đặt tại A và B như hình 2.16. Vì thanh cân bằng nên hai lực tại A và B sẽ cho hợp lực đặt tại O. Độ lớn của lực tại B là:
A. X = 11 N.
B. X = 36 N.
C. X = 47 N.
D. Không xác định được vì thiếu thông tin.
Xem lời giải
2.59 Một vật có trục quay cố định chịu tác dụng của lực $\vec{F}$. Tình huống nào sau đây, lực $\vec{F}$ sẽ gây tác dụng làm quay đối với vật?
A. Giá của lực $\vec{F}$ không đi qua trục quay.
B. Giá của lực $\vec{F}$ song song với trục quay.
C. Giá của lực $\vec{F}$ đi qua trục quay.
D. Giá của lực $\vec{F}$ có phương bất kì.
Xem lời giải
2.60 Cặp lực nào trong hình 2.17 là ngẫu lực?
A. Hình a)
B. Hình b)
C. Hình c)
D. Hình d)
Xem lời giải
2.61 Hai thanh dầm thép đồng chất, có trọng tâm tại A và B, đặt chồng lên nhau như hình 2.18. Thanh dài hơn có trọng lượng 10 kN.
a) Xác định hợp lực (độ lớn P và giá) của các trọng lực tác dụng lên hai thanh dầm.
b) Hai thanh dầm được đặt lên các cột đỡ tại O$_{1}$ và O$_{2}$. Để hệ đứng yên thì hợp lực $\vec{F}$ của các lực đỡ bởi hai cột phải cân bằng với hợp lực $\vec{P}$ xác định ở câu a. Hỏi mỗi cột đỡ chịu một lực bằng bao nhiêu?
Xem lời giải
2.62 Một đĩa tròn phẳng, mỏng, đồng chất, bán kính R sẽ có điểm đặt của trọng lực tại tâm của đĩa. Hỏi khi khoét một lỗ tròn bán kính $\frac{R}{2}$ (hình 2.19) thì trọng tâm của đĩa sẽ ở vị trí nào?
Xem lời giải
2.63 Một xe đẩy chở đất như trong hình 2.20. Xét với trục quay là trục bánh xe, hãy:
a) Tính mômen lực gây ra bởi trọng lực P = 400 N tác dụng lên đất trong xe. Mômen lực này có tác dụng làm quay theo chiều nào?
b) Tính độ lớn F$_{2}$ của lực do tay người tác dụng lên càng xe để tạo ra mômen lực bằng với mômen của trọng lực. Mômen lực của $\vec{F_{2}}$ có tác dụng làm xe quay theo chiều nào?
Xem lời giải
2.64 Một thanh cứng đồng chất chịu tác dụng của bốn lực như hình 2.21.
Thanh có thể quay quanh trục tại P. Với mỗi lực, hãy xác định:
a) Mômen của lực đó đối với trục quay tại P.
b) Tác dụng làm quay của mỗi lực theo chiều nào.
Xem lời giải
2.65 Một người dùng búa để nhổ đinh như hình 2.22.
a) Biểu diễn các lực tác dụng lên búa.
b) Chỉ ra điểm tựa mà búa có thể quay xung quanh điểm đó khi nhổ đinh.
c) Biết lực cản của gỗ lên đinh là 1 000 N. Xác định độ lớn tối thiểu của lực mà người đó cần tác dụng để nhổ được đinh.
Xem lời giải
2.66 Ô tô đang chuyển động với vận tốc không đổi khi trục truyền động của ô tô tác dụng mômen lực 200 Nm lên bánh xe (hình 2.23). Bán kính của bánh xe là 0,18 m.
a) Mô tả tác dụng của mômen lực này đối với bánh xe và đối với cả xe.
b) Xác định độ lớn thành phần lực theo phương ngang mà bánh xe tác dụng lên mặt đường.
Xem lời giải
2.67 Hình 2.24 cho thấy một bức tranh được treo bằng dây vào một chiếc đinh cố định trên tường. Bức tranh ở trạng thái cân bằng.
a) Biểu diễn ba vectơ lực tác dụng lên bức tranh.
b) Lực căng của dây là 45 N. Hãy tính thành phần theo phương thẳng đứng của mỗi lực căng dây và trọng lượng của bức tranh.
Xem lời giải
2.68 Một cuốn sách khối lượng 1,5 kg nằm yên trên mặt phẳng nghiêng 20$^{o}$ so với phương ngang (Hình 2.25).
a) Vẽ giản đồ vectơ lực tác dụng lên sách. Coi các lực đặt vào trọng tâm cuốn sách.
b) Tính thành phần của trọng lực có tác dụng kéo cuốn sách trượt xuống dốc.
Lấy g = 9,81 m/s$^{2}$.
c) Xác định độ lớn lực ma sát tác dụng lên cuốn sách.
d) Xác định thành phần pháp tuyến của lực tiếp xúc giữa sách và bề mặt mặt phẳng nghiêng.
Xem lời giải
2.69 Một cân đòn sử dụng khối lượng trượt 100 g để cân vật M. Cân đạt được sự cân bằng khi hệ vật nằm ở vị trí như hình 2.26. Xác định khối lượng của vật M được cân trong trường hợp này.
