Bài 18. Cân bằng của một vật có trục quay cố định. Momen lực

“Hãy cho tôi một điểm tựa, tôi sẽ nhấc bổng trái đất lên”



BÀI 18:
CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC
Trường hợp nào lực không làm cho cánh cửa quay?
: lực có giá // với trục quay
: lực có giá cắt trục quay
Đặc điểm về giá của lực trong trường hợp A và B, C, D?
Tác dụng làm quay của lực tỉ lệ thuận với độ lớn của lực: F
…và khoảng cách từ giá của lực đến trục quay
1. Thí nghiệm
-Mục đích:
-Dụng cụ:
Khảo sát chuyển động của vật có
trục quay cố định khi có lực tác dụng vào vật.
+ Đĩa Momen
+ Hộp gia trọng
+ Thước đo, giá đỡ, dây treo
làm cho đĩa quay theo chiều kim đồng hồ.
làm cho đĩa quay theo ngược kim đồng hồ.
a) Thí nghiệm 1:Tác dụng vào đĩa - một lực mà giá của lực không đi qua trục quay của đĩa, quan sát chuyển động của đĩa.
Tác dụng vào đĩa một lực mà giá của lực đi qua trục quay của đĩa thì đĩa sẽ đứng yên.






b) Thí nghiệm 2:Bây giờ tác dụng vào đĩa hai lực mà giá của lực không đi qua trục quay của đĩa, các em quan sát xem, chuyển động của đĩa như thế nào
F1
Vậy đĩa cân bằng trong trường hợp nào, là do đâu ?
Do tác dụng làm quay của F1 cân bằng với tác dụng làm quay của F2..
Kết luận:
- Nếu lực tác dụng vào đĩa mà giá của lực không đi qua trục quay thì lực có tác dụng làm quay đĩa.
- Nếu lực tác dụng vào đĩa mà giá của lực đi qua trục quay thì lực không có tác dụng làm quay đĩa.
Vậy : Vật đứng yên vì tác dụng làm quay của lực F1 bằng với tác dụng làm quay của lực F2
Từ đó, vấn đề đặt ra là ta hãy tìm một đại lượng có thể đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực, và đại lượng này phải có giá trị như nhau đối với hai lực F1 và F2 trong các thí nghiệm trên.
2. Momen lực
Tác dụng làm quay vật có phụ thuộc vào độ lớn của lực và khoảng cách từ giá của lực tới trục quay hay không?
KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
KL: Để vật đứng yên thì F1.d1 = F2.d2
Vậy : Có thể dùng tích F.d làm đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực và gọi là momen lực ( kí hiệu M )
M = F.d
Đơn vị của momen lực là : N.m
Khi vật nằm cân bằng, xét mối quan hệ giữa F1 và F2
1. Quy tắc momen
Muốn cho một vật có trục quay cố định ở trạng
thái cân bằng, thì tổng các momen lực có xu
hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải
bằng tổng các momen lực có xu hướng làm vật
quay ngược chiều kim đồng hồ.
II – ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ
TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH (QUY TẮC MOMEN LỰC)
Trong trường hợp vật chịu nhiều lực tác dụng:
F1d1+F2d2+… = F1’d1’ + F2’d2’ + …
F1d1 = F2d2 hay M1 = M2
Biểu thức:
Quy tắc momen lực còn được áp dụng cho cả
trường hợp một vật không có trục quay cố định
nếu trong tình huống tức thời vật xuất hiện trục
quay tức thời.
2. Chú ý:
Câu hỏi 1 : Trong trường hợp nào mà một lực tác dụng vào vật có trục quay cố định mà vật sẽ đứng yên không chuyển động quay ?
A.Lực có giá đi qua trục quay .
B.Lực có giá không đi qua trục quay .
C.Lực có giá đi qua trọng tâm của vật .
Củng cố bài :
VỀ NHÀ

Bài tập 3,4,5 trang 103 SGK