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

Câu 2 :Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song.
KIỂM TRA BÀI CŨ
Câu 1: Nêu quy tắc tìm hợp lực của hai lực có giá đồng qui
Câu 1: Nêu quy tắc tìm hợp lực của hai lực đồng qui
Đáp án: Muốn tổng hợp hai lực có giá đồng qui tác dụng lên một vật rắn:
Ta phải trượt hai véc tơ lực đó trên giá của chúng đến điểm đồng qui
Rồi áp dụng qui tắc hình bình hành để tìm hợp lực.
Câu 2: Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song.
Đáp án: Muốn cho một vật chịu tác dụng của ba lực không song song ở trạng thái cân bằng thì :
+ Ba lực đó phải đồng phẵng và đồng qui.
+ F12 = - F3
“HÃY CHO TÔI MỘT ĐIỂM TỰA, TÔI SẼ NHẤC BỔNG TRÁI ĐẤT”
Acsimet, một nhà cơ học thiên tài thời cổ, người đã khám phá ra các định luật về đòn bẩy
Bài 18:
CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC
I – CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ
ĐỊNH. MOMEN LỰC
II - ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH (QUY TẮC MOMEN LỰC)
I. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH.
MOMEN LỰC
1. Thí nghiệm
CÂN BẰNG CỦA VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC
F1
Nhận xét:
I. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH.
MOMEN LỰC
1. Thí nghiệm
CÂN BẰNG CỦA VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC
Nhận xét:
F2
I. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH.
MOMEN LỰC
1. Thí nghiệm
CÂN BẰNG CỦA VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC
Vật vẫn quay cùng chiều kim đồng hồ
Nhận xét:
I. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH.
MOMEN LỰC
1. Thí nghiệm
CÂN BẰNG CỦA VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC
d1
d2
Vậy nếu đồng thời tác dụng lên đĩa 2 lực F1 và F2 thì đĩa có cân bằng không?
Đĩa sẽ đứng yên khi tác dụng làm quay của F1 bằng với tác dụng làm quay của F2
Nhận xét:
I. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH.
MOMEN LỰC
1. Thí nghiệm
CÂN BẰNG CỦA VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC
d1
d2
Đĩa sẽ đứng yên khi tác dụng làm quay của F1 bằng với tác dụng làm quay của F2
F1 = 1N
d1 = 2cm = 0,02m
 F1d1 = 1. 0,02 = 0,02Nm
F2 = 0,5N
d2 = 4cm = 0,04m
 F2d2 = 0,5. 0,04 = 0,02Nm
F1d1 = F2d2
Khi đó:
I. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH.
MOMEN LỰC
1. Thí nghiệm
CÂN BẰNG CỦA VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC
Đĩa vẫn đứng yên khi tác dụng làm quay của F1 bằng với tác dụng làm quay của F2
F1 = 1N
d1 = 2cm = 0,02m
 F1d1 = 1. 0,02 = 0,02Nm
F2 = 0,5N
d2 = 4cm = 0,04m
 F2d2 = 0,5. 0,04 = 0,02Nm
F1d1 = F2d2
Khi thay đổi giá của F2
Khi đó:
I. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH.
MOMEN LỰC
1. Thí nghiệm
CÂN BẰNG CỦA VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC
Đĩa vẫn đứng yên khi tác dụng làm quay của F1 bằng với tác dụng làm quay của F2
F1 = 1N
d1 = 2cm = 0,02m
 F1d1 = 1. 0,02 = 0,02Nm
F2 = 0,4N
d2 = 5cm = 0,05m
 F2d2 = 0,4. 0,05 = 0,02Nm
F1d1 = F2d2
Khi thay đổi độ lớn của F2 và d2
Khi đó:
d1
d2
I. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH.
MOMEN LỰC
1. Thí nghiệm
CÂN BẰNG CỦA VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC
Nhận xét:
Tích số Fd là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực F và được gọi là momen lực, kí hiệu là M
I. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH.
MOMEN LỰC
1. Thí nghiệm
CÂN BẰNG CỦA VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC
2. Momen lực:
a. Định nghĩa:
Momen lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực và được đo bằng tích của lực với cánh tay đòn của nó
M = F d
d: Cánh tay đòn của lực(khoảng cách thẳng góc từ trục quay đến giá của lực). (mét)
F: Độ lớn của lực (Niu tơn)
M: Momen lực (Niu tơn nhân mét)
N . m
(Nm)
b. Biểu thức:
I. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH.
MOMEN LỰC
1. Thí nghiệm
CÂN BẰNG CỦA VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC
2. Momen lực:
3. Chú ý:
Momen lực phụ thuộc vào giá của lực so với trục quay
Lực có giá cắt trục quay:
d = 0
?
M =
0
Có laøm quay vaät không?
khoâng laøm quay vaät
I. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH.
MOMEN LỰC
1. Thí nghiệm
CÂN BẰNG CỦA VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC
2. Momen lực:
3. Chú ý:
Lực có giá cắt trục quay:
Lực có giá song song trục quay:
Có làm quay vật không?
khơng l�m quay v?t
khoâng laøm quay vaät
Momen lực phụ thuộc vào giá của lực so với trục quay
I. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH.
MOMEN LỰC
1. Thí nghiệm
CÂN BẰNG CỦA VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC
2. Momen lực:
3. Chú ý:
Lực có giá cắt trục quay:
Lực có giá song song trục quay:
khơng l�m quay v?t
khoâng laøm quay vaät
Momen lực phụ thuộc vào giá của lực so với trục quay
tác dụng làm quay là lớn nhất
Lực có giá vuông góc với trục quay:
Có làm quay vật không?
Đĩa chỉ câng bằng khi F1d1= F2d2  M1 = M2
Nghĩa là momen lực làm vật quay theo chiều kim đồng hồ bằng momen làm vật quay theo chiều ngược lại
O
d1
d2
d3
Thanh cân bằng khi:
F1d1 =
M1 = M2 + M3
Vật rắn chịu nhiều lực tác dụng
+ F3d3
F2d2
I. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC
CÂN BẰNG CỦA VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC
II. ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC
QUAY CỐ ĐỊNH (HAY QUY TẮC MOMEN)
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
Biểu thức:
Trong trường hợp vật chịu nhiều lực tác dụng:
F1d1+F2d2+… = F1’d1’ + F2’d2’ + …
F1d1 = F2d2
hay
M1 = M2
I. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC
CÂN BẰNG CỦA VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC
II. ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC
QUAY CỐ ĐỊNH (HAY QUY TẮC MOMEN)
1. Quy tắc momen:
2. Chú ý:
Quy tắc momen lực còn được áp dụng khi vật có trục quay tạm thời
Câu hỏi C1 (H.18.2 SGK )
d2
d1
0
Câu hỏi C1 (H.18.2 SGK )
F1d1 = F2d2
hay
M1 = M2
I. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC
CÂN BẰNG CỦA VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC
II. ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC
QUAY CỐ ĐỊNH (HAY QUY TẮC MOMEN)
1. Quy tắc momen:
2. Chú ý:
Quy tắc momen lực còn được áp dụng khi vật có trục quay tạm thời
Câu hỏi C1 (H.18.2 SGK )
F1d1 = F2d2 hay M1 = M2
Cánh tay đòn d2 > d1 mấy lần thì F2< F1 bấy nhiều lần
“HÃY CHO TÔI MỘT ĐIỂM TỰA, TÔI SẼ NHẤC BỔNG TRÁI ĐẤT”
F1d1=F2d2
d2
F2 = P = 60 000 000 000 000 000 000 000 000 N = 6.1025N
d1 = 1023d2
s2 = 1cm thì đầu mút kia sẽ vạch trong không gian một cung “vĩ đại”, dài: s1 = 1 000 000 000 000 000 000= 1018 km
t = 3,3 .109 s = 916 666 h = 38 195 ngày = 104,6 năm
F1 = F = 60 kg = 600N
suy ra F2 = 1023F1
CÂN BẰNG CỦA VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC
I. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC
II. ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH (HAY QUY TẮC MOMEN)
Momen lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực và được đo bằng tích của lực với cánh tay đòn của nó
a. Định nghĩa:
b. Biểu thức:
M = F d
1. Momen lực:
2. Chú ý:
Momen lực phụ thuộc vào giá của lực so với trục quay
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
2. Chú ý:
Quy tắc momen lực còn được áp
dụng khi vật có trục quay tạm thời
Một người dung búa để nhổ một chiếc đinh. Khi người ấy tác dụng một lực F1 = 100N vào đầu búa thì đinh bắt đầu chuyển động . Hãy tìm lực cản của gỗ tác dụng lên đinh. Biết d1 = 10d2.
o
d1
Giải:
Khi đinh bắt đầu chuyển động thì
Momen của búa xem như bằng momen cản của đinh
MF1/o = MF2/o
F1d1= F2d2 F2 =
d2
= 1000N
Vận dụng