Bài 29. Momen của lực. Điều kiện cân bằng của một vật rắn có trục quay cố định

Bài 29: MOMEN CỦA LỰC
ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT RẮN CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH
“Hãy cho tôi điểm tựa, tôi sẽ nâng cả Trái Đất lên”
Ác-si-mét, người Hi Lạp, 287 – 216 trước Công Nguyên
1. Nhận xét về tác dụng của một lực lên một vật rắn có trục quay cố định

Quan sát các hình sau đây.
Giá của lực cắt trục quay
Giá của lực cắt trục quay
Giá của lực song song với trục quay
Giá của lực ko đi qua trục quay
Trường hợp d làm cho cánh cửa quay
VẬY LỰC NÀO TÁC DỤNG LÊN VẬT MÀ KHÔNG LÀM VẬT QUAY ?
LỰC CÓ GIÁ :
*ĐI QUA TRỤC QUAY
*SONG SONG VỚI TRỤC QUAY
THÌ KHÔNG LÀM VẬT QUAY
LỰC NÀO TÁC DỤNG LÊN VẬT MÀ LÀM VẬT QUAY ?
LỰC CÓ GIÁ KHÔNG ĐI QUA TRỤC , VUÔNG GÓC VỚI TRỤC QUAY SẼ LÀM VẬT QUAY QUANH TRỤC .
Quan sát hình tiếp theo.
Chú bé đang giữu không cho bố đóng cửa lại
F1
F2
d1
d2
Các lực có phương vuông góc với cửa và có giá càng xa trục quay thì tác dụng làm quay cửa càng mạnh
=> Tác dụng làm quay của một lực lên vật rắn có trục quay cố định từ trạng thái đứng yên phụ thuộc vào độ lớn và khoảng cách từ trục quay đến giá của lực
2. Momen của lực đối với một trục quay
a. Thí nghiệm


 
TÁC DỤNG LÀM QUAY VẬT CỦA LỰC PHỤ THUỘC YẾU TỐ NÀO ?
TÁC DỤNG QUAY CỦA LỰC PHỤ THUỘC KHOẢNG CÁCH TỪ GIÁ CỦA LỰC ĐẾN TRỤC QUAY .GIÁ LỰC CÀNG XA THÌ TÁC DỤNG QUAY CÀNG LỚN
TÁC DỤNG QUAY CỦA LỰC PHỤ THUỘC ĐỘ LỚN CỦA LỰC LỰC ĐẾN TRỤC QUAY .
LỰC CÀNG LỚN , TÁC DỤNG QUAY CÀNG LỚN
Kết luận:
Tích độ lớn của lực và cánh tay đòn là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực.
b. Momen của lực

O
Z
F
A
B
d
* Định nghĩa: Xét một lực F nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay Oz. Mômen của lực đối với trục quay Oz là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực quanh trục ấy và được đo bằng tích độ lớn của lực với cánh tay đòn.
* Đơn vị: N.m (Niutơn mét)
*Công thức : M = Fd
Trong đó :
-F: độ lớn của lực ( N )
-d: cánh tay đòn (m)
-M: mômen lực ( Nm)

III. Điều kiện cân bằng của một vật rắn có trục quay cố định
*Quy tắc mômen : điều kiện cân bằng của một vật rắn quay quanh trục cố định : tổng mômen của các lực có khuynh hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ bằng tổng mômen của các lực có khuynh hướng làm vật quay theo chiều ngược .
Nếu quy ước mô men làm vật quay cung kim đồng hô có giá trị dương , ngược kim đồng hồ có giá trị âm:
M1 + M2 + M3 +…. =0
IV. Ứng dụng:
a)Cân đĩa:
1Kg
P1
P2
d1
d2
Trục quay
Cân đĩa cân bằng:
P1 d1= P2d2
=> Khối lượng của vật bằng khối lượng của quả cân

d1= d2
P1= P2
b)Trường hợp vật không có trục quay cố định
Trục quay tạm thời
F1d1 = F2 d2
O
d1
d2
Nếu F2d2 > F1d1 thì Trái Đất sẽ bị nhấc lên!
Giải thích cơ sở câu nói của Ác-si-mét