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

TIẾT HỌC VẬT LÝ
LỚP 10
TRƯỜNG THTH
? Điều gì sẽ xảy ra khi vật chịu tác dụng của một lực?
? Nếu vật không thể chuyển động tịnh tiến mà chỉ có thể quay quanh một trục thì điều gì sẽ xảy ra khi các vật đó chịu tác dụng của một lực?
CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. QUY TẮC MOMENT LỰC
1. Tác dụng của lực đối với một vật có trục quay cố định
2. Cân bằng của một vật có trục quay cố định
1. Tác dụng của lực đối với một vật có trục quay cố định
2. Cân bằng của một vật có trục quay cố định

1. Tác dụng của lực đối với vật có trục quay cố định
Vật có trục quay cố định chịu tác dụng của một lực sẽ quay khi nào?
Lực có giá // hoặc cắt trục quay
Lực có giá không // & không cắt trục quay
làm quay vật
1. Tác dụng của lực đối với vật có trục quay cố định
không làm quay vật


1. Tác dụng của lực đối với vật có trục quay cố định
a. Thí nghiệm
Vật đứng yên
Vật quay
b. Kết luận: Khi một vật có trục quay cố định chịu tác dụng của một lực thì:
Lực chỉ gây ra tác dụng quay khi giá của lực không đi qua trục quay.
Vật sẽ đứng yên (cân bằng) nếu lực tác dụng có giá đi qua trục quay.
1. Tác dụng của lực đối với vật có trục quay cố định
Làm thế nào để vật quay dễ dàng?

Điểm đặt
Hướng
Độ lớn
Gọi r là khoảng cách từ điểm đặt lực đến trục quay
M~r
?
M~F
?
Giữ nguyên điểm đặt và độ lớn của lực, chỉ thay đổi hướng của lực
? Vị trí 1: Lực có làm cho vật quay không? M1= ?
? Vật không quay, M1= 0, ? = 00
? Vị trí 2: Lực có làm cho vật quay không? M2= ?, ? = ?
? Vật quay theo chiều kim đồng hồ M2 ? 0, 00< ? <900
? Vị trí 3: Vật quay theo chiều kim đồng hồ M3Max , ? = 900
? Vị trí 4: Vật quay theo chiều kim đồng hồ M4 ? 0 , 900? Vị trí 5: Vật không quay, M5= 0, ? =1800
? Vị trí 6: Vật quay ngược chiều kim đồng hồ M6? 0, 1800? Vị trí 7: Vật quay ngược chiều kim đồng hồ M7Max, ? = 2700
? Vị trí 8: Vật quay ngược chiều kim đồng hồ M8 ? 0, 2700*M phụ thuộc vào hướng của
Vị trí 1: Vật không quay, M1= 0, ? =00
Vị trí 2: Vật quay theo chiều kim đồng hồ M2 ? 0, 00< ? <900
Vị trí 3: Vật quay theo chiều kim đồng hồ M3Max , ? = 900
Vị trí 4: Vật quay theo chiều kim đồng hồ M4 ? 0, 900Vị trí 5: Vật không quay, M5= 0, ? =1800
Vị trí7: Quay ngược chiều kim đồng hồ M7Max,? =2700
Vị trí 8: Vật quay ngược chiều kim đồng hồ M8 ? 0, 2700Vị trí 6: Vật quay ngược chiều kim đồng hồ M6 ? 0 , 1800M phụ thuộc vào ? theo hàm số nào?
? M ~ sin?
? M phụ thuộc những đại lượng nào?
? M ~ r F sin?
? M ~ F d
Gọi d là khoảng cách từ trục quay đến giá của lực
?Có phải với một lực nhất định, khoảng cách từ trục quay đến điểm đặt của lực càng lớn thì vật quay càng dễ dàng?
*. Thí nghiệm
KL: Đại lượng vật lý đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực gọi là Moment lực (M) tỉ lệ với độ lớn lực (F) và khoảng cách từ trục quay đến lực (d). ? M~F,d
KL: Đại lượng vật lý đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực gọi là Moment lực (M) tỉ lệ với độ lớn lực (F) và khoảng cách từ trục quay đến lực (d). ? M~F,d
? M~F,d theo tỉ lệ nào?
M~F.d
?
M~F+d
M~F- d
M~F. d
M~F/ d
M~F, d
CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. QUY TẮC MOMENT LỰC
1. Tác dụng của lực đối với một vật có trục quay cố định
2. Cân bằng của một vật có trục quay cố định
1. Tác dụng của lực đối với một vật có trục quay cố định
2. Cân bằng của một vật có trục quay cố định
Tác dụng làm quay của hai lực phải bằng nhau và ngược chiều, bù trừ lẫn nhau.
TH vật chịu tác dụng của hai lực làm cho vật quay theo hai chiều ngược nhau thì điều kiện để vật cân bằng không quay là gì?
2. Cân bằng của một vật có trục quay cố định
Điều kiện cân bằng của vật chịu tác dụng của hai lực:
2. Cân bằng của một vật có trục quay cố định
Từ KL: M~F.d
Làm sao kiểm tra được điều đó?
F1d1 = F2d2

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
Tiến hành thí nghiệm
? 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?
Quan sát thí nghiệm
Kết quả thí nghiệm
? Chỉ treo m1
? Chỉ treo m2
Quay cùng chiều kim ĐH
Quay ngược chiều kim ĐH
? Treo m1 & m2 thì vật cân bằng khi:
? Treo m1 & m2 thì vật cân bằng khi: tác dụng làm quay của F1 cân bằng với F2
Kết quả thí nghiệm
? Khi vật cân bằng, nếu thay đổi vị trí treo m2 tại B1 , B2 , B3 thì vật vẫn cân bằng
OB # OB1 # OB2 # OB3
Vậy có điểm gì chung?
Khoảng cách từ O đến giá của lực không thay đổi: OB. Ký hiệu: d
ĐKCB: F1 d1 = F2 d2
Ký hiệu: M = F d : Moment của lực
Tiến hành thí nghiệm:
* Trường hợp hai lực không song song
*Trường hợp vật chịu tác dụng của ba lực
CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. QUY TẮC MOMENT LỰC
1. Tác dụng của lực đối với một vật có trục quay cố định
2. Cân bằng của một vật có trục quay cố định
a. Thí nghiệm:
b.Đn Moment lực:
ĐKCB: F1 d1 = F2 d2
Moment 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: khoảng cách từ trục quay đến giá của lực (cánh tay đòn)
(Nm) (N)(m)
Ví dụ
Điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định là tổng các Moment lực làm vật quay theo chiều kim đồng hồ bằng tổng các Moment lực làm vật quay theo chiều ngược lại

b.Quy tắc Moment lực:
Viết biểu thức điều kiện cân bằng
(b)
(a)
Vận dụng
Viết biểu thức điều kiện cân bằng
(c)
 Neáu vaät ôû traïng thaùi ñang quay chòu taùc duïng cuûa moät löïc thì vaät seõ chuyeån ñoäng theá naøo?
? Chuyển động quay của vật bị thay đổi.
? Moment lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay (hoặc làm biến đổi chuyển động quay) của lực
Củng cố
? Điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định là tổng Moment lực làm vật quay theo chiều kim đồng hồ bằng tổng Moment lực làm vật quay theo chiều ngược lại. Nếu ta xét về phương diện lực thì vật cân bằng khi nào?
? Vật cân bằng khi tổng hợp lực tác dụng lên vật có giá đi qua trục quay (Theo quy tắc hợp lực của hai lực //)
Củng cố
? Khi một vật có trục quay cố định chịu tác dụng của một lực có phương bất kì thì thành phần nào của lực gây ra tác dụng quay? Thành phần còn lại gây tác dụng gì?
? Kéo ống chỉ có hai lõi hình bánh xe. Hãy xác định phương của lực tác dụng sao cho:
a.Cuộn chỉ chuyển động về phía trước
b.Cuộn chỉ chuyển động về phía sau
c.Cuộn chỉ dịch chuyển chứ không quay
Củng cố
?
?
(b)
(a)
(c)