Giải bài tập SGK Vật lý 10 Bài 18 : Cân bằng của một vật có trục quay cố định. Momen lực
Hướng dẫn Giải bài tập bài 18 trong SGK Vật Lý 10 dưới đây sẽ giúp các em học sinh nắm vững kiến thức và rèn luyện phương pháp giải bài tập về momen lực. Mời các em cùng theo dõi.
Mục lục nội dung
1. Giải bài 1 trang 103 SGK Vật lý 10
Momen lực đối với một trục quay là gì? Cánh tay đòn của lực là gì? Khi nào thì lực tác dụng vào một vật có trục quay cố định không làm cho vật quay?
Phương pháp giải
- Momen lực đối với một trục quay là ... của lực và cánh tay đòn của nó
- Công thức: M = F.d
Hướng dẫn giải
- Momen lực đối với một trục quay là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực và được đo bằng tích của lực và cánh tay đòn của nó.
- Công thức: M = F.d
Trong đó:
+ F là lực tác dụng (N)
+ d là cánh tay đòn (m)
- Cánh tay đòn của lực là khoảng cách d từ trục quay đến giá của lực
- Lực tác dụng vào một vật cố định không làm cho vật quay khi lực tác dụng có giá đi qua trục quay (khi đó d = 0)
2. Giải bài 2 trang 103 SGK Vật lý 10
Phát biểu điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định (hay qui tắc momen lực).
Phương pháp giải
Điều kiện cân bằng: Tổng các momen lực ... làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ
Hướng dẫn giải
Điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định:
Tổng các momen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng các monen lực có xu hướng làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ.
3. Giải bài 3 trang 103 SGK Vật lý 10
Hãy vận dụng qui tắc momen lực vào các trường hợp sau:
a) Một người dùng xà beng để bẩy một hòn đá (Hình 18.3).
b) Một người cầm càng xe cút kít nâng lên (Hình 18.4).
c) Một người cầm hòn gạch trên tay (Hình 18.5).
Phương pháp giải
Qui tắc momen lực:
+ M = F.d
+ M1 = M2
Hướng dẫn giải
a) FA. OA = FB. OB
b) Gọi O là trục quay của bánh xe cút kít;
- d1 khoảng cách từ trục quay đến giá của trọng lực
- d2 khoảng cách từ trục quay đến giá của lực
- Ta có: P. d1 = F. d2
c) Gọi dF là khoảng cách từ trục quay O đến giá của lực
- Gọi dP là khoảng cách từ trục quay O đến giá của lực
- Ta có: F. dF = P. dp
4. Giải bài 4 trang 103 SGK Vật lý 10
Một người dùng búa để nhổ một chiếc đinh (Hình 18.6). Khi người ấy tác dụng một lực 100 N vào đầu búa thì đinh bắt đầu chuyển động. Hãy tính lực cản của gỗ tác dụng vào đinh.
Phương pháp giải
Áp dụng quy tắc Momen lực:
F.dF = FC.dC
để tính lực cản của gỗ tác dụng vào đinh
Hướng dẫn giải
- Gọi dF là cánh tay đòn của lực F, ta được:
dF = 20 cm = 0,2 m
- Gọi dC là cánh tay đòn của lực cản gỗ.
dC = 2 cm = 0,02 m
- Áp dụng quy tắc Momen lực ta có:
F.dF = FC.dC
- Lực cản là:
\(\begin{array}{l} F.{d_F} = {F_C}.{d_C}\\ \Rightarrow {F_C} = \frac{{100.0,2}}{{0,02}} = 1000N \end{array}\)
5. Giải bài 5 trang 103 SGK Vật lý 10
Hãy giải thích nguyên tắc hoạt động của chiếc cân (Hình 18.7).
Phương pháp giải
Quả cân hoạt động dựa vào nguyên tắc momen lực
Hướng dẫn giải
- Khi cân nằm cân bằng, theo qui tắc momen lực ta có:
Phộp sữa. d1 = Pquả cân. d2 (với d1 và d2 là hai cánh tay đòn của cân)
- Vì d1 = d2
⇒ Phộp sữa = Pquả cân
⇒ mhộp sữa = mquả cân
- Vậy nguyên tắc hoạt động của cân là dựa vào quy tắc momen.
Tham khảo thêm
- doc Giải bài tập SGK Vật lý 10 Bài 17 : Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và của ba lực không song song
- doc Giải bài tập SGK Vật lý 10 Bài 19 : Quy tắc hợp lực song song cùng chiều
- doc Giải bài tập SGK Vật lý 10 Bài 20: Các dạng cân bằng. Cân bằng của một vật có mặt chân đế
- doc Giải bài tập SGK Vật lý 10 Bài 21 : Chuyển động tịnh tiến của vật rắn. Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định
- doc Giải bài tập SGK Vật lý 10 Bài 22 : Ngẫu lực