I. Tổng hợp lực song song
1. Hai lực song song cùng chiều
- Hợp lực của hai lực song song, cùng chiều F1, F2 là một lực F song song, cùng chiều với hai lực đó và có độ lớn bằng tổng các độ lớn của hai lực thành phần.
\(F = {F_1} + {F_2}\)
Giá của hợp lực nằm trong mặt phẳng của hai lực thành phần và thỏa mãn điều kiện
\(\dfrac{{{F_2}}}{{{F_1}}} = \dfrac{{{d_1}}}{{{d_2}}}\)
với \({d_1},{d_2}\)là cánh tay đòn của lực \({F_1},{F_2}\)
2. Hai lực song song ngược chiều
- Hợp lực của hai lực song song, cùng chiều F1, F2 là một lực F song song, cùng chiều với lực thành phần lớn hơn và có độ lớn bằng hiệu các độ lớn của hai lực thành phần.
\(F = \left| {{F_1} - {F_2}} \right|\) với \({F_1}{d_1} = {F_2}{d_2}\), trong đó \({d_1},{d_2}\)là cánh tay đòn của lực \({F_1},{F_2}\)
II. Moment lực
Khái niệm cánh tay đòn: Cánh tay đòn của lực là khoảng cách từ trục quay đến giá của lực, kí hiệu là d
- 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 và cánh tay đòn của nó.
- Kí hiệu: M
\(M = F{\rm{d}}\)
- Đơn vị: N.m
III. Ngẫu lực
Ngẫu lực là hai lực song song, ngược chiều, bằng nhau về độ lớn, có giá cách nhau một khoảng d và cùng tác dụng vào một vật.
- Do hai ngẫu lực này là hai lực song song, ngược chiều và cùng độ lớn nên chỉ có tác dụng làm quay vật, không làm vật tịnh tiến.
- Tác dụng làm quay này được gọi là momen của ngẫu lực và có thể được tính bằng tổng các moment của mỗi lực đối với trục quay.
Công thức:
\(M = {F_1}{d_1} + {F_2}{d_2}\) hay \(M = F.d\)
trong đó, F là độ lớn của mỗi lực, d là khoảng cách giữa hai giá của lực, được gọi là cánh tay đòn của ngẫu lực.
IV. Điều kiện cân bằng tổng quát của vật rắn
Quy tắc momen lực:
- Muốn cho một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng, tổng độ lớn các momen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng độ lớn các momen lực có xu hướng làm vật quay chiều ngược lại.
\(M_1+M_2+ ... =M_1' + M_2' + ...\)
Điều kiện cân bằng của vật rắn
Khi vật rắn ở trạng thái cân bằng, lực tác dụng vào vật phải có hai điều kiện sau:
- Hợp lực tác dụng lên vật bằng 0.
- Tổng momen lực tác dụng lên vật đối với một điểm bất kì bằng 0.
\(\begin{array}{l}\overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} + ... + \overrightarrow {{F_n}} = 0\\{M_1} + {M_2} + ... + {M_n} = 0\end{array}\)
Trong điều kiện về momen lực, ta cần quy ước momen lực có xu hướng làm vật quay theo một chiều có giá trị dương. Từ đó, các momen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều ngược lại với chiều dương quy ước sẽ có giá trị âm.
