Bài 20. Các dạng cân bằng. Cân bằng của một vật có mặt chân đế

Em hãy phát biểu quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều?
- Hợp lực của hai lực song song cùng chiều là một lực song song, cùng chiều và có độ lớn bằng tổng các độ lớn của 2 lực ấy.

- Giá của hợp lực chia khoảng cách giữa 2 giá của hai lực song song thành những đoạn tỉ lệ nghịch với độ lớn 2 lực ấy.
Tại sao người đi trên dây lại phải cầm cây sào dài?
TẠI SAO NGƯỜI NGHỆ SĨ LÀM XIẾC KHI ĐI TRÊN DÂY LẠI CẦM THEO CÁI CÂY DÀI ?
Tại sao cần phải khom người và dạng chân khi nâng tạ?


Tại sao cần phải khom người khi trượt tuyết trên mặt phẳng nghiêng?
Tại sao xe chở hàng cồng kềnh lại dễ bị đổ ở chỗ đường nghiêng?
Tại sao ôtô chất lên nóc nhiều đồ nặng sẽ dễ bị lật đổ ở chổ đường nghiêng?
Các em có biết tại sao không lật đổ được con lật đật không?
Bài học hôm nay của chúng ta sẽ trả lời các câu hỏi này.
Quan sát các hình sau các em có nhận xét gì trạng thái của chúng không?
Hình 1
Hình 2
Hình 3
Chúng đang ở trạng
Thái cân bằng
Vậy các trạng
thái cân bằng đó có giống nhau không ?
Chúng ta hãy cùng nghiên cứu vấn đề này.
BÀI GIẢNG VẬT LÍ 10A3
BÀI 20: CÁC DẠNG CÂN BẰNG
CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐẾ
Lớp ; 10A3
Sĩ số: 33
Vắng : 0
Thứ 5 ngày 02 tháng 12 năm 2010
Bây giờ ta tác dụng lực nhỏ cho nó lệch ra khỏi vị trí cân bằng một chút và quan sát hiện tượng diễn ra tiếp theo.
Các em thấy hiện tưởng diễn ra như thế nào?
Có giống nhau không?

Vì hiện tượng diễn ra không giống nhau ,nên các vị trí cân bằng này khác nhau về tính chất.
Ta nói vật có 3 dạng cân bằng khác nhau.
1.Cân bằng không bền (hình 1)
2.Cân bằng bền (hình 2)
3.Cân bằng phiếm định (hình 3)
Bây giờ chúng ta tìm hiểu các dạng cân bằng này về tình chất và nguyên nhân.
I. CÁC DẠNG CÂN BẰNG
1. Cân bằng không bền
Các em quan sát khi vật lệch ra hỏi vị trí cân bằng. Vật có thể trở lại vị trí cũ không ?
Quan sát TN
Vậy moät vaät bò leäch khoûi vò trí caân baèng khoâng theå töï trôû veà vò trí ñoù ñöôïc.Ta nói vật ở trạng thái cân bằng không bền
Nguyên nhân
Em có nhận xét gì về trọng tâm của vật so với trục quay
Khi vật ở trạng thái cân bằng không bền thì trọng tâm của vật ở vị trí cao nhất so với các vị trí lân cận. Đây chính là nguyên nhân gây ra trạng thái CBKB.
Trọng tâm của vật
Vì trọng tâm của vật ở vị trí cao nhất nên có xu hướng trở về vị trí thấp nhất do đó khi lệch ra khỏi VTCB, trọng lực P gây ra mômem lực khác 0 đưa vật ra xa VTCB ban đầu
Mômen lực khác không
Hợp lực khác không
Vậy: Khi kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng một chút mà trọng lực của vật có xu hướng kéo nó ra xa vị trí cân bằng, thì đó là vị trí cân bằng không bền.
Vât lệch khỏi VTCB không bền
Tác dụng
Đưa vật rời xa VTCB ban đầu
I. CÁC DẠNG CÂN BẰNG
Hãy quan sát hình !
2.Cân bằng bền
Vị trí cân bằng
VTCB
Hiện tượng xảy ra như thế nào khi vật lệch khỏi VTCB?
I. CÁC DẠNG CÂN BẰNG
2.Cân bằng bền
Vậy khi vật lệch ra khỏi vị trí cân bằng mà nó có thể trở lại vị trí cân bằng ban đầu thì người ta nói vật ở trạng thái cân bằng bền.
I. CÁC DẠNG CÂN BẰNG
Nguyên nhân gây ra dạng cân bằng bền là gì?
2.Cân bằng bền
Trọng tâm ở vị trí thấp nhất so với các vị trí lân cận.
Đó chính là nguyên gây ra trạng thái bân bằng bền. Bây giờ thầy phân tích cho các em thấy dõ điều đó.
I. CÁC DẠNG CÂN BẰNG
Hãy quan sát hình vẽ !
2.Cân bằng bền
Nguyên nhân
Hợp lực tác dụng lên vật có xu hướng đưa vật về VTCB
Trọng lực tạo ra mômen lực có xu hướng đưa vật về vị trí cân bằng.
Mô men lực khác không
Hợp lực khác không
Vât lệch khỏi VTCB bền
Tác dụng
Đưa vật trở về VTCB ban đầu
Vây: Khi kéo vật ra khỏi VTCB một chút mà trọng lực của vật có xu hướng kéo nó trở về vị trí cân bằng, thì đó là vị trí cân bằng bền.
I. CÁC DẠNG CÂN BẰNG
Hãy quan sát hình vẽ !
3.Cân bằng phiếm định
I. CÁC DẠNG CÂN BẰNG
3.Cân bằng phiếm định
Hiện tượng xảy ra như thế nào khi vật rắn lệch khỏi VTCB?
Vật cân bằng ở vị trí mới
Vậy khi vật lệch ra khỏi VTCB mà vật có xu hướng ở vị trí cân bằng mới giống như ban đầu thì người ta gọi là cân bằng phiếm định
Nguyên nhân gây dạng CB phiếm định?
I. CÁC DẠNG CÂN BẰNG
Nguyên nhân
Tương tự trước khi tìm nguyên nguyên thầy hỏi các em Trọng tâm của vật rắn ở dạng CBFĐ có đặc điểm gì?
Trọng tâm của vật không đổi
Khi lệch khỏi VTCB, trọng lực không gây ra mômen quay, vật lại CB ở VT mới
Khi lệch khỏi VTCB, hợp lực không gây ra mômen nên vật lại CB ở VT mới
Nguyên nhân
Nguyên nhân gây ra dạng cân bằng phiếm định
Vị trí của trọng tâm không thay đổi
hoặc ở một độ cao không đổi
Mô men lực bằng không
Hợp lực bằng không
Vât lệch khỏi VTCB phiếm định
Tác dụng
Đưa vật đứng yên ở VTCB mới
Vây: Khi kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng một chút mà trọng lực của vật có su hướng giữ nó đứng yên ở vị trí cân bằng mới, thì đó là vị trí cân bằng phiếm định.
II. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐẾ
1. Mặt chân đế là gì?
Là chỗ tiếp xúc với giá đỡ bằng cả mặt đáy
Các em quan sát hình vẽ
Mặt chân đế là gì?
CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐẾ
Tiếp xúc với giá đỡ bằng một số diện tích (điểm) rời nhau.
1. Mặt chân đế là gì?
Mặt chân đế của một người đứng trên mặt đất
CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐẾ
Mặt chân đế là mặt đáy của vật hay là hình đa giác lồi nhỏ nhất bao bọc tất cả các diện tích tiếp xúc của vật.
1. Mặt chân đế là gì?
I
II
III
IV
Quan sát hình em có nhận xét gì về trọng lực của vật so với mặt chân đế, khi vật ở trạng thái cân bằng
CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐẾ
2. Điều kiện cân bằng
Trọng lực của vật đi qua mặt chân đế
Đây cũng chính là điều kiện cân bằng của vật có mặt chân đế.
CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐẾ
2. Điều kiện cân bằng
Điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế là giá của trọng lực phải xuyên qua mặt chân đế (hay trọng tâm “rơi” trên mặt chân đế).
CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐẾ
3. Mức vững vàng của cân bằng
Hãy cho biết vị trí nào vững vàng nhất, vị trí nào kém vững vàng nhất?

CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐẾ
3. Mức vững vàng của cân bằng
Mức vững vàng của cân bằng được xác định bởi độ cao của trọng tâm và diện tích của mặt chân đế.
Trọng tâm của vật càng cao và diện tích của mặt chân đế càng nhỏ thì vật càng dễ bị lật đổ và ngược lại.
Để tăng mức vững vàng của trạng thái cân bằng ta phải làm gì?
Muốn tăng mức vững vàng của vật có mặt chân đế thì ta hạ thấp trọng tâm và tăng diện tích mặt chân đế của vật
ĐỂ MỘT NGƯỜI CÓ THỂ ĐỨNG ĐƯỢC TRÊN CAO THÌ CÁC NGHỆ SĨ XIẾC ĐÃ LÀM GÌ? TẠI SAO Ở MẶT ĐẤT CẦN CÓ NHIỀU NGƯỜI ĐỨNG NHƯ ĐỘI HÌNH TRÊN ?
Làm thế nào để tăng được mức vững vàng của những vật sau đây ?
CỦNG CỐ - VẬN DỤNG
Em hãy cho biết dạng cân bằng ở mỗi vị trí?
Cân bằng phiếm định
Cân bằng không bền
Cân bằng bền
Nào bây giờ em đã trả lời được câu hỏi tại sao không lật đổ được con lật đật? Tại sao ô tô chất nhiều hàng nặng dễ bị lật đổ ở chỗ đường nghiêng?
Toàn thân con lật đật đều rất nhẹ. Chỉ có phần dưới của nó là có một miếng chì hay sắt tương đối nặng và vì thế trọng tâm của nó rất thấp. Mặc khác, phần dưới của con lật đật to, tròn trịa, rất dễ lắc lư. Khi con lật đật nghiêng về một bên, do điểm tựa (điểm tiếp xúc giữa con lật đật và mặt bàn) có sự thay đổi, trọng tâm và điểm tựa không cùng trên một đường thẳng, lúc này dưới tác động của trọng lực, con lật đật sẽ lắc lư quanh điểm tựa cho đến khi khôi phục lại vị trí bình thường. Mức độ nghiêng của con lật đật càng lớn, hiệu quả lắc lư mà trọng lực tạo ra cũng càng lớn khiến cho xu thế khôi phục lại vị trí ban đầu càng rõ ràng, vì vậy con lật đật không bao giờ bị đổ.
Đây là nguyên lý "không thể bị lật" của tàu thủy cứu hộ do Việt Nam sản xuất.
1. Tại sao người đi trên dây lại phải cầm cây sào dài?
2. Tại sao cần phải khom người và dang chân khi nâng tạ?
3. Tại sao khi đi thuyền không nên đứng?
4. Xe ôtô chở hàng cần lưu ý những vấn đề nào?
5. Tại sao chân các cây cột điện bên đường thường làm rộng ra?
6. Taïi sao caàn phaûi khom ngöôøi khi tröôït tuyeát treân maët phaúng nghieâng?

Tại sao con rùa bị lật ngửa thường không thể tự lật lại được?
Con rùa nằm ngửa giống như hình cầu phần nặng đặt ngửa. Hình cầu phần này nằm rất vững vàng và để lật lại, cần phải nâng trọng tâm của nó lên khá cao. Nhiều con rùa không thể nâng nổi trọng tâm lên cao đến mức đủ sức lật ngược lại được, nên cứ phải nằm đó mãi.
1.Caân baèng khoâng beàn :

2.Caân baèng beàn :

3.Caân baèng phieám ñònh :
Trọng tâm có vị trí cao nhất.
Trọng tâm có vị trí thấp nhất.
Trọng tâm có vị trí không đổi.

@Ñoái vôùi caùc vaät coù maët chaân ñeá: Vaät caân baèng khi giaù cuûa troïng löïc phaûi ñi qua maët chaân ñeá.
@Muoán taêng möùc vöõng vaøng cuûa caân baèng:
-Taêng dieän tích maët chaân ñeá.
- Haï thaáp troïng taâm.

Xiếc thú