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

CHÀO MỪNG QUÍ THẦY CÔ ĐẾN DỰ GIỜ
Hãy cho tôi một điểm tựa tôi sẽ nâng cả Trái Đất lên!!!
ARCHIMEDES
(287-212 TCN)
MÔMEN CỦA LỰC.
ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘTVẬT RẮN CÓ TRỤC QUAY
Bài 29
CỐ ĐỊNH
NỘI DUNG BÀI HỌC
1.Nhận xét về tác dụng của một vật rắn có
trục quay cố định
2.Mômen của lực đối với một trục quay.
3.Điều kiện cân bằng của một vật rắn có trục quay cố định (qui tắc mômen)
4.Ứng dụng
1.Nhận xét về tác dụng của một lực lên một vật rắn có trục quay cố định
Để vật rắn có trục quay cố định quay quanh trục ta phải làm như thế nào?
Tác dụng vào nó một lực.
Tác dụng như thế nào nhỉ?
Trường hợp nào lực không làm cánh cửa quay?
Lực có giá // trục quay
Lực có giá cắt trục quay
Đặc điểm về giá của lực trong các trường hợp A,B,C và D?
Xem thí nghiệm sau:
TRỤC QUAY I
F1 GÂY RA TÁV DỤNG GÌ ĐỐI VỚI VẬT?
F1 CÓ GIÁ ĐI QUA TRỤC QUAY THÌ KHÔNG GÂY TÁC DỤNG LÀM QUAY VẬT
NHẬN XÉT VỀ GIÁ CỦA LỰC F2 VÀ TÁC DỤNG CỦA NÓ ĐỐI VỚI VẬT ?
LỰC CÓ GIÁ KHÔNG QUA TRỤC , VUÔNG GÓC VỚI TRỤC THÌ LÀM VẬT QUAY
KẾT LUẬN
Lực có giá song song với trục quay hoặc cắt trục quay thì không có tác dung làm quay vật.
Các lực có giá không cắt trục quay thì có tác dung làm quay vật

2.Mômen của lực đối với trục quay
a.Thí nghiệm vế tác dụng làm quay vật của lực
Tác dụng làm quay vật của lực phụ thuộc vào yếu tố nào?
Tác dụng làm quay vật của lực phụ thuộc vào khoảng cách từ trục quay đến giá của lực. Khoảng cách càng xa thì tác dụng làm quay càng mạnh.
Hình 1
Hình 2
Tác dụng làm quay vật còn phụ thuộc yếu tố nào?
Tác dụng làm quay phụ thuộc vào độ lớn của lực. Lực càng lớn tác dung làm quay càng mạnh
Hình 3
Hình 4
Thảo luận đi!!!
Tác dụng làm quay vật tỉ lệ như thế nào vào độ lớn lực và cánh tay đòn?
Nhận xét:
Vậy, ta thấy tác dụng làm quay tỉ lệ thuận với F và d.
Ta gọi,tác dụng làm quay của lực là mômen lực. Kí hiệu M
 Ta có: M~F.d

* Định nghĩa :
b.Mômen của lực
Mô men lực đối với một trục quay là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay vật của lực và được đo bằng tích độ lớn của lực với cánh tay đòn .
* Biểu thức :
M=F.d
F: độ lớn của lực ( N )
d: cánh tay đòn (m)
M: mômen lực ( Nm)
Cách xác định cánh tay đòn:
d
I
3.Điều kiện cân bằng của một vật rắn có trục quay cố định(qui tắc mômen)
a.Thí nghiệm
* Dụng cụ thí nghiệm:
- Đĩa mômen
- Gia trọng
- Thước
- Dây treo các gia trọng
- Giá đỡ
Tiến hành thí nghiệm
B3
A
B
O
m2
m1
B2
B1
? Chỉ treo m1
? Chỉ treo m2
? Treo m1 & m2 thì vật cân bằng khi nào?
? Khi vật cân bằng, nếu ta thay đổi vị trí treo m2 tại B1, B2, B3 thì vật có cân bằng không?
B3
A
B
O
m2
m1
B2
B1
Tiến hành thí nghiệm
*Dùng kiến thức hợp lực của hai lực //
Treo 2 vật P1 tại A, P2 tại B sao cho hợp lực của chúng có giá qua O. Đo P1, P2, d1, d2.
F1d1 = F2d2
Đúng dự đoán
� Mu?n cho m?t v?t cĩ tr?c quay c? d?nh ? tr?ng th�i c�n b?ng thì t?ng c�c Moment lực làm vật quay theo chiều kim đồng hồ bằng tổng các Moment lực làm vật quay theo chiều ngược lại
Quy tắc Moment lực:
b.Quy tắc mômen còn được áp dụng cho cả trường hợp một vật không có trục quay cố định như: cuốc chim,đòn bẩy..
F1d1=F2d2
o
d2
d1
CỦNG CỐ
1/Khi nào một lực tác dụng vào vật có trục quay cố định sẽ :
*làm vật quay
*không làm vật quay
2/Định nghĩa và biểu thức Mômen của một lực nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay ?
3/Điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định là gì ?
BÀI TẬP CỦNG CỐ
Câu 1: Trong trường hợp nào sau,lực có tác dung làm quay vật rắn có trục quay cố định.
30s
29s
28s
27s
26s
25s
24s
23s
22s
21s
20s
19s
18s
17s
16s
15s
14s
13s
12s
11s
10s
09s
08s
07s
06s
05s
04s
03s
02s
01s
00s
A
B
C
Có giá song song với trục quay
Có giá cắt trục quay
Có giá nằm trong mặt phẳng vuông góc và không cắt trục quay
SAI
SAI
Câu 2: Biểu thức nào sau đây ĐÚNG là biểu thức tính mômen của lực
30s
29s
28s
27s
26s
25s
24s
23s
22s
21s
20s
19s
18s
17s
16s
15s
14s
13s
12s
11s
10s
09s
08s
07s
06s
05s
04s
03s
02s
01s
00s
A
B
C
D
M=F/d
M=F+d
M=F.d
M=F-d
SAI
SAI
SAI
Bài tập vận dụng :
Một thanh AB =60cm đồng chất quay được quay quanh O.Tác dụng vào đầu A một lực F1= 12N.
a.Tính mômen của lực F1.
b.Thanh AB có khối lượng m=200g.Tính mômen của trọng lực tác dụng lên vật.
c. Cần phải tác dụng lên đầu B một lực F2 bằng bao nhiêu để thanh AB cân bằng theo phương ngang?
a.Tính mômen của lực F1.
Chọn chiều quay kim đồng hồ là chiều dương
M1 = - F1d1 = - F1.AO= - 12.0,2= - 2,4Nm
Giải :
b.Khối lượng thanh AB là m=200g.Tính mômen của trọng lực tác dụng lên vật .
Giải :
G
MP = PdP =P.OG= 0,2.10.0,2= 0,4Nm
G
c.Cần phải tác dụng lên đầu B lực F2 vuông góc với AB theo chiều nào độ lớn bằng bao nhiêu để AB cân bằng theo phương ngang ?
GIẢI :
M1+ M2+ MP= 0
M2= -(M1 + MP)
M2= -( M1 + MP) = - ( -2,4 +0,4) = 2Nm >0 =>
 F2= M2 /d2=> F2= 2/0,4 = 5N