Momen của một lực đối với một trục quay là đại lượng đặc trưng cho?
Xét một lực \(\overrightarrow F \) nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay Oz.
Momen của lực \(\overrightarrow F \) đối với trục quay là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực quanh trục ấy và được đo bằng tích độ lớn của lực với cánh tay đòn.
Một vật chịu tác dụng của 2 lực song song cùng chiều có độ lớn lần lượt là F1 = 20 N và F2 = 10 N, giá của hai lực thành phần cách nhau 30cm. Độ lớn của hợp lực và khoảng cách từ giá hợp lực đến giá của \(\overrightarrow {{{\rm{F}}_{\rm{2}}}} \) là:
Để tính độ lớn hợp lực của hai lực song song cùng chiều ta áp dụng: \(F = {F_1} + {F_2} = 20 + 10 = 30\,N\)
Gọi \({d_1}\) là khoảng cách từ giá của lực \({F_1}\) đến giá của hợp lực F, \({d_2}\) là khoảng cách từ giá của lực \({F_2}\) đến giá của hợp lực F. Ta có:
\(\frac{{{F_1}}}{{{F_2}}} = \frac{{{d_2}}}{{{d_1}}} = > \frac{{{d_2}}}{{{d_1}}} = 2\)(1) và \({d_1} + {d_2} = 30\) vì giá của hai lực thành phần cách nhau 30cm (2)
Từ (1) và (2) ta có: \({d_1} = 10cm,\,{d_2} = 20cm\)
Mômen lực được xác định bằng công thức:
Xét một lực \(\overrightarrow F \) nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay Oz. Momen của lực \(\overrightarrow F \) đối với trục quay là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực quanh trục ấy và được đo bằng tích độ lớn của lực với cánh tay đòn.
\(M = F{\rm{d}}\)
Hai người A và B dùng một chiếc gậy để khiêng một cỗ máy có trọng lượng 1000N. Điểm treo cỗ máy cách vai người A 60cm, cách vai người B 40cm. Lực mà người A và B phải chịu lần lượt là
Gọi \({F_1}\) là độ lớn của lực mà người A phải chịu, \({F_2}\) là độ lớn của lực mà người B phải chịu. Ta có
\({F_1}{d_1} = {F_2}{d_2}\, < = > 60{F_1} = 40{F_2}\,(1)\)và \({F_1} + {F_2} = F = 1000\,(2)\)
Từ (1) và (2): \({F_1} = 400\,N,{F_2} = 600\,N\)
Để có mômen của một vật có trục quay cố định là 10 Nm thì cần phải tác dụng vào vật một lực bằng bao nhiêu? Biết khoảng cách từ giá của lực đến tâm quay là 20cm.
Ta có, momen của lực: \(M = F{\rm{d}}\)
theo yêu cầu của đề bài, ta suy ra:
\(F = \dfrac{M}{d} = \dfrac{{10}}{{0,2}} = 50N\)
Đoạn thẳng nào sau đây là cánh tay đòn của lực?
A- đúng vì cánh tay đòn của lực là khoảng cách từ trục quay đến giá của lực
Mômen lực của một lực đối với trục quay là bao nhiêu nếu độ lớn của lực là 5,5 N và cánh tay đòn là 2 mét ?
Ta có, momen của lực: \(M = Fd = 5,5.2 = 11N.m\)
Hai lực \(\overrightarrow {{{\rm{F}}_{\rm{1}}}} \) và \(\overrightarrow {{{\rm{F}}_2}} \) song song ngược chiều có độ lớn lần lượt là $F_1 = 10N, F_2 = 20N$ , biết khoảng cách từ giá của lực \(\overrightarrow {{{\rm{F}}_{\rm{1}}}} \) đến giá của lực \(\overrightarrow {{{\rm{F}}_2}} \) là $0,6m$. Độ lớn của hợp lực và khoảng cách từ giá của hợp lực tới giá của \(\overrightarrow {{{\rm{F}}_{\rm{1}}}} \) là:
Gọi \({d_1}\) là khoảng cách từ giá của lực \({F_1}\) đến giá của hợp lực F, \({d_2}\) là khoảng cách từ giá của lực \({F_2}\) đến giá của hợp lực F. Ta có:
\(F = \left| {{F_1} - {F_2}} \right| = 10N\)
\({F_1}{d_1} = {F_2}{d_2} < = > 10{d_1} = 20{d_2}(1) = > {d_1} > {d_2}\) và \({d_1} - {d_2} = 0,6(2)\)
Từ (1) và (2) ta có: \({d_1} = 1,2m,\,{d_2} = 0,6m\)
Một thanh đồng chất có trọng lượng P được gắn vào tường nhờ một bản lề và được giữ nằm ngang bằng một dây treo thẳng đứng. Xét momen lực đối với bản lề. Hãy chọn đáp án đúng?
Thanh cân bằng => theo quy tắc momen, ta có: \({M_T} = {M_P}\) hay momen của lực căng bằng momen của trọng lực
Thanh kim loại có chiều dài \(l\), khối lượng m đặt trên bàn nhô ra một đoạn bằng \(\frac{1}{4}\)chiều dài thanh. Tác dụng lực có độ lớn 40N hướng xuống thì đầu kia của thanh kim loại bắt đầu nhô lên, lấy \(g = 10m/{s^2}\). Khối lượng của thanh kim loại là:
Ta có:
Tâm quay O, lực F làm vật quay theo chiều kim đồng hồ trọng lực P làm vật quay ngược nhiều kim đồng hồ
+ \(\left\{ \begin{array}{l}{M_F} = F.OB\\{M_P} = P.OG\end{array} \right.\)
Mặt khác: \(AG = GB = \frac{1}{2}AB = 2OB \to OB = OG = \frac{1}{4}AB\)
+ Thanh cân bằng, áp dụng quy tắc momen, ta có:
\(\begin{array}{l}{M_F} = {M_P} \leftrightarrow F.OB = P.OG\\ \leftrightarrow F = mg \leftrightarrow 40 = m.10 \to m = 4kg\end{array}\)
Một vật chịu tác dụng của 2 lực song song cùng chiều có độ lớn lần lượt là F1 = 20 N và F2 = 10 N như hình vẽ, biết O1O2 = 30cm. Độ lớn của hợp lực \(\overrightarrow {\rm{F}} \) và khoảng cách từ O1 đến điểm đặt của hợp lực \(\overrightarrow {\rm{F}} \) là:
\({F_1} + {F_2} = F < = > 20 + 10 = 30N\)
\({F_1}{d_1} = {F_2}{d_2} < = > 2{d_1} = {d_2}\) và \({d_1}{\rm{cos}}\alpha + {d_2}\cos \alpha = d\cos \alpha < = > {d_1} + {d_2} = 30\)
\( = > {d_1} = 10cm\)
Một người nâng một tấm gỗ nặng 60kg, dài 1,5m. Biết lực nâng hướng thẳng đứng lên trên, tấm gỗ hợp với mặt đất nằm ngang một góc \(\alpha \), trọng tâm của tấm gỗ cách đầu mà người đó nâng 120cm. lực nâng của người đó có giá trị là bao nhiêu? Lấy \(g = 10m/{s^2}\)
Ta có:
m = 60kg, AB = 1,5m, GB = 1,2m
Tâm quay tại A
Cánh tay đòn của lực F: \(AH = AB.c{\rm{os}}\alpha \)
Cánh tay đòn của lực P: \(AI = AG.c{\rm{os}}\alpha \)
+ Theo quy tắc momen, ta có: \({M_P} = {M_F}\)(1)
+ \(\left\{ \begin{array}{l}{M_P} = P.AI = P.AG.c{\rm{os}}\alpha \\{M_F} = F.AH = F.AB.c{\rm{os}}\alpha \end{array} \right.\) (2)
Từ (1) và (2), ta suy ra:
\(\begin{array}{l}P.AG.c{\rm{os}}\alpha = F.AB.c{\rm{os}}\alpha \\ \leftrightarrow mg.AG = F.AB\\ \to F = \frac{{mg.AG}}{{AB}} = \frac{{60.10.(1,5 - 1,2)}}{{1,5}} = 120N\end{array}\)
Một thanh AB có trọng lượng 150N, có trọng tâm G chia đoạn AB theo tỉ lệ BG = 2AG. Thanh AB được treo lên trần bằng dây nhẹ, không dãn. Cho góc \(\alpha = {30^0}\), lực căng dây T có giá trị là:
+ Áp dụng quy tắc momen, ta có:\({M_T} = {M_P}\)
+ Mặt khác: \(\left\{ \begin{array}{l}{M_T} = T.AB.c{\rm{os}}\alpha \\{M_P} = P.AG.c{\rm{os}}\alpha \end{array} \right.\)
Ta suy ra:
\(\begin{array}{l}T.AB.c{\rm{os}}\alpha {\rm{ = P}}{\rm{.AG}}{\rm{.cos}}\alpha \\ \to {\rm{T}}{\rm{.AB = P}}{\rm{.}}\frac{{AB}}{3} \to T = \frac{P}{3} = \frac{{150}}{3} = 50N\end{array}\)
Dùng cân đòn để cân một vật. Vì cánh tay đòn của cân không thật bằng nhau nên khi đặt vật ở đĩa cân bên này ta được 40g nhưng khi đặt vật sang bên kia ta cân được 44,1g. Khối lượng đúng của vật là
Gọi “đĩa cân bên này” là đĩa cân 1, “đĩa cân bên kia” là đĩa cân 2; \({P_x}\) là trọng lượng của vật cần cân.
Áp dụng quy tắc momen, ta có:
Khi cân lần 1: \({P_1}{l_1} = {P_x}{l_2} \to {m_1}{l_1} = {m_x}{l_2}\) (1)
Khi cân lần 2: \({P_x}{l_1} = {P_2}{l_2} \to {m_x}{l_1} = {m_2}{l_2}\) (2)
Lấy (1) chia cho (2), ta được:
\(\frac{{{m_1}}}{{{m_x}}} = \frac{{{m_x}}}{{{m_2}}} \to {m_x} = \sqrt {{m_1}{m_2}} = \sqrt {40.44,1} = 42g\)
Thanh AB dài 10m có khối lượng 7kg và có trọng tâm cách đầu A một đoạn 2m như hình vẽ. Thanh có thể quay quanh một trục O cách đầu A một đoạn 3m, lấy g = 10m/s2. Phải tác dụng vào đầu B một lực \(\overrightarrow {\rm{F}} \) bằng bao nhiêu để thanh AB nằm cân bằng theo phương ngang
Trọng tâm là điểm đặt của trọng lực, để thanh cân bằng thì \(P.{d_1} = F.{d_2} < = > mg{d_1} = F{d_2} < = > 7.10.(3 - 2) = F.(10 - 3) < = > F = 10N\)
