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
KIỂM TRA BÀI CŨ
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.
“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 VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH.
MOMEN LỰC
NỘI DUNG BÀI HỌC
I – CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ
ĐỊNH MOMEN LỰC
III - 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
Nếu chỉ có lực F1 tác dụng lên vật , vật sẽ quay ngược chiều kim đồng hồ
F1 = 1N
F2 = 0,5 N
I – CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH.
MOMEN LỰC
1) Thí nghiệm
F2
F1 = 1N
F2 = 0,5 N
Thay đổi giá của F2  vật sẽ quay cùng chiều kim đồng hồ
II – CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH.
MOMEN LỰC
1) Thí nghiệm
I– CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH.
MOMEN LỰC
F1 = 1N
d1 = 0,02m
 F1d1 = 1.0,02 = 0,02 Nm
F2 = 0,5N
d2 = 0,04m
 F2d2 = 0,5.0,04 = 0,02Nm.
F1d1 = F2d2
d1
d2
Đĩa đứng yên cân bằng vì tác dụng làm quay của F1
Bằng tác dụng làm quay của lực F2
I– CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH.
MOMEN LỰC
1) Thí nghiệm
Lần 2 thay đổi giá của lực F2
F1 = 1N
d1 = 0,02m
 F1d1 = 1.0,02 = 0,02Nm
F2 = 0.5N
d2 = 0,04m
 F2d2 = 0,05.0,04 = 0,02Nm
 F1d1 = F2d2
Thay đổi F,d và thấy tích F.d càng lớn thì tác dụng làm quay của lực càng mạnh
Đĩa đứng yên cân bằng vì tác dụng làm quay của F1
Bằng tác dụng làm quay của lực F2
d1
d2
F1 = 1N
d1 = 0,03m
 F1d1 = 1.0,03 = 0,03 Nm
F2 = 0,5N
d2 = 0,06m
 F2d2 = 0,5.0,06 = 0,03Nm.
F1d1 = F2d2
Đĩa chỉ cân bằng khi tác dụng làm quay của hai lực này bằng nhau
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.


* 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(m): cánh tay đòn (khoảng cách từ trục quay đến giá của lực theo phương vuông góc)
II – CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH.
MOMEN LỰC
1) Thí nghiệm
2) Momen lực
Nhận xét
d
O
F(N) độ lớn của lực
M(N.m) momen lực
N . m
(Nm)
M phụ thuộc vào các yếu tố nào?
M = 0 khi nào?
Lực có giá cắt trục quay
d = 0 ? M = 0 không làm quay vật

Lực có giá cắt trục quay
d = 0  M = 0
Lực có giá song song với trục quay không gây ra tác dụng quay
I. TÁC DỤNG CỦA LỰC ĐỐI VỚI VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH
Lực có giá vuông góc với trục quay tác dụng làm quay là lớn nhất
d
O
F = 20N
d = 0,2m
Momen của lực F đối với trục quay O là
M = F.d = 20.0,2 = 4Nm
Vận dụng
F = 20N, khoảng cách từ trục quay đến giá của lực là 20 cm. Tìm momen lực F
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
III - ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH (QUY TẮC MOMEN LỰC)
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 lại
Biểu thức:
Trong trường hợp vật chịu nhiều lực tác dụng:
F1d1+F2d2+… = F1’d1’ + F2’d2’ + …
F1d1 = F2d2 hay M1 = M2
Quy tắc momen lực còn được áp dụng khi vật có trục quay tạm thời
2) Chú ý:
III – ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY
CỐ ĐỊNH (QUY TẮC MOMEN LỰC)
1)Quy tắc momen:
d2
d1
0
2) Chú ý:
(H.18.2 SGK )
III) ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH (QUY TẮC MOMEN LỰC)
Cánh tay đòn d2 > d1 thì F2< F1 bấy nhiều lần
F1d1 = F2d2 hay M1 = M2
F1d1=F2d2
P =60 000 000 000 000 000 000 000 000 N = 6.1025N
d2 =100 000 000 000 000 000 000 000d1 = 1023d1
s1 = 1cm thì đầu mút kia sẽ vạch trong không gian một cung “vĩ đại”, dài: s2 = 1 000 000 000 000 000 000= 1018 km
t = 1/3 .1010 s
* Momen lực đối với một trục quay
đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực và
đo bằng M = Fd
d(m) cánh tay đòn
F ( N) độ lớn của lực
M (N.m) : momen lực
* Quy tắcmomen : Vật có trục quay cố định cân bằng :
Bài 4 : Một người dung búa để nhổ một chiếc đinh. Khi người ấy tác dụng một lực 100N vào đầu búa thì đinh bắt đầu chuyển động . Hãy tìm lực cản của gỗ tác dụng lên đinh
Củng cố :
o
d1 = 20cm
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 = 2cm
= 1000N