Click để về mục lục
CHƯƠNG III
CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN
|
Cầu Thuận Phước - thành phố Đà Nẵng bắc qua sông Hàn
Trong chương này, chúng ta khảo sát các điều kiện cân bằng của vật rắn cùng một số đặc điểm của chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay quanh một trục cố định của vật rắn.
|
|
17 |
CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN DƯỚI TÁC DỤNG CỦA HAI LỰC VÀ CỦA BA LỰC KHÔNG SONG SONG |
|
|
|
1. Kiến thức - Nêu được định nghĩa của vật rắn và giá của lực. - Phát biểu được quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quy. - Phát biểu được điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và của ba lực không song song. 2. Kỹ năng - Xác định được trọng tâm của một vật mỏng, phẳng bằng phương pháp thực nghiệm. - Vận dụng được các điều kiện cân bằng và quy tắc tổng hợp ba lực có giá đồng quy để giải các bài tập. |
|
|
|
I - CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CHỊU TÁC DỤNG CỦA HAI LỰC 1. Thí nghiệm Thực hiện thí nghiệm như Hình 17.1.
Nhận xét: Hai lực F1 và F2 có cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều. Vật đứng yên nếu hai trọng lượng P1 và P2 bằng nhau và nếu hai dây buộc vật nằm trên một đường thẳng.
2. Điều kiện cân bằng Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực là hai lực đó phải cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều (Video 17.1).
3. Cách xác định trọng tâm của một vật phẳng mỏng bằng phương pháp thực nghiệm
Người ta
có thể xác định vị trí của
trọng tâm bằng phương pháp thực nghiệm hoặc
bằng phương pháp toán học căn cứ vào sự phân bố khối lượng. Trường hợp vật phẳng, mỏng có dạng bất kỳ: Treo vật 2 lần bằng dây mảnh với các điểm buộc dây khác nhau, trọng tâm của vật là giao điểm của 2 đường thẳng vẽ trên vật, chứa dây treo trong 2 lần treo đó (Hình 17.2).
Trường hợp vật phẳng, mỏng có dạng hình học đối xứng thì trọng tâm trùng với tâm đối xứng của vật (Hình 17.3). |
Vật rắn: là vật có kích thước đáng kể và hầu như không bị biến dạng dưới tác dụng của ngoại lực. Với vật rắn: do có kích thước lớn nên các lực tuy đặt vào cùng một vật nhưng có thể không cùng điểm đặt.
Hình 17.1
Giá của lực : là đường thẳng mang vectơ lực.
Video 17.1
Trọng tâm là điểm đặt của trọng lực của vật.
Hình 17.3
Hình 17.4 Mọi lực tác dụng mà giá đi qua trọng tâm sẽ làm vật chuyển động tịnh tiến. Mọi lực tác dụng mà giá không đi qua trọng tâm sẽ làm cho vật vừa quay vừa tịnh tiến. |
||||
|
II - CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CHỊU TÁC DỤNG CỦA BA LỰC KHÔNG SONG SONG 1. Thí nghiệm Dùng hai lực kế treo một vật và để vật ở trạng thái đứng yên (Video 17.2). Dùng một dây dọi đi qua trọng tâm để cụ thể hoá giá của trọng lực. Thí nghiệm cho thấy, giá của ba lực cùng nằm trong một mặt phẵng và đồng qui tại một điểm.
2. Quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quy Muốn tổng hợp hai lực có giá đồng quy tác dụng lên một vật rắn, trước hết ta phải trượt hai lực trên giá của chúng đến điểm đồng quy rồi áp dụng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực (Video 17.3). 3. Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song. - Ba lực đó phải có giá đồng phẳng và đồng quy. - Hợp lực của hai lực phải cân bằng với lực còn lại.
|
Video 17.2 * Tác dụng của lực không thay đổi khi dịch chuyển điểm đặt trên giá của nó.
Video 17.3 |
|
Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực là hai lực đó phải cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều.
- Ba lực đo phải có giá đồng phẳng và đồng quy. - Hợp lực của hai lực phải cân bằng với lực thứ ba.
Muốn tổng hợp hai lực có giá đồng quy, trước hết ta phải trượt hai vectơ lực đó trên giá của chúng đến điểm đồng quy, rồi áp dụng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực. |
Câu 1. Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực?
Câu 2. Cách xác định trong tâm của vật phẳng mỏng bằng thực nghiệm? Cho biết trọng tâm của một vật mỏng, phẳng đồng chất và có dạng hình học đối xứng?
Câu 3. Quy tắc hợp lực của hai lực có giá đồng quy?
Câu 4. Điều kiện cân bằng của vật chịu tác dụng của 3 lực không song song là gì?
17.1. Một vật khối lượng m = 5,0 kg được giữ yên trên một mặt phẳng nghiêng bằng
một sợi dây song song với mặt phẳng nghiêng. Góc nghiêng
(H.17.1).
Bỏ qua ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng; lấy g = 10 m/s2 . Xác
định lực căng của dây và phản lực của mặt phẳng nghiêng.
(H.17.1) 
(H.17.2)
17.2. Một chiếc đèn có trọng lượng P = 40 N được treo vào tường nhờ một sợi dây xích. Muốn cho đèn ở xa tường người ta dùng một thanh chống nằm ngang, mọt đầu tì vào tường còn đầu kia tì vào điểm B của dây xích (H.17.2). Bỏ qua trọng lượng của thanh chống , dây xích và ma sát ở chỗ thanh tiếp xúc với tường. Cho biết dây xích hợp với tường một góc 450.
a) Tính lực căng của các đoạn xích BC và AB.
b) Tính phản lực Q của tường lên thanh.
17.3. Một thanh AB đồng chất , khối lượng m = 2,0 kg tựa lên hai mặt phẳng
nghiêng không ma sát, với các góc nghiêng
và
.
Biết giá của trọng lực của thanh đi qua giao tuyến O của hai mặt phẳng nghiêng
(H.17.3). Lấy g = 10 m/s2. Xác định áp lực của thanh lên mỗi mặt
phẳng nghiêng.
(H.17.3)
17.4. Một thanh gỗ đồng chất, khối lượng m = 3 kg được đặt dựa vào tường. Do
tường và sàn đều không có ma sát nên người ta phải dùng một sợi dây buộc đầu
dưới B của thanh vào chân tường để giữ cho thanh đứng yên (H.17.4) . Cho biết OA
= OB
và
lấy g = 10 m/s2. Xác định lực căng T của dây.
(H.17.4)
CÁCH GIĂNG DÂY PHƠI ĐỒ
NHƯ THẾ NÀO?
Video 17.3
Trong
đời sống và kĩ thuật chúng ta thường gặp những vật rắn. Đó là những
vật có kích thước đáng kểvà hầu như không bị biến dạng dưới tác dụng
của ngoại lực. Việc
xét sự cân bằng của vật rắn mang lại những kết quả có ý nghĩa thực
tiễn to lớn ...
1.Có
nhận xét gì về giá của hai lực
