Giải bài tập SGK Vật lý 10 Bài 22 : Ngẫu lực

Ngẫu lực là gì? Nêu một vài ví dụ về ngẫu lực.

Phương pháp giải

- Ngẫu lực là hệ hai lực ... cùng tác dụng vào một vật

- Ngẫu lực xuất hiện khi: dùng tay vặn vòi nước, ô tô đột ngột chuyển hướng, ...

Hướng dẫn giải

- Ngẫu lực: là hệ hai lực song song, ngược chiều, có độ lớn bằng nhau và cùng tác dụng vào một vật.

- Ví dụ:

+ Dùng tay vặn vòi nước ta đã tác dụng vào vòi một ngẫu lực

+ Khi ô tô sắp qua đoạn đường ngoặt, người lái xe tác dụng một ngẫu lực vào tay lái (vô lăng).

Nêu tác dụng của ngẫu lực đối với một vật rắn.

Phương pháp giải

Tác dụng của ngẫu lực đối với một vật rắn có và không có trục quay cố định là khác nhau:

- Không có trục quay: vật quay quanh trọng tâm

- Có trục quay: vật quay quanh trục 

Hướng dẫn giải

- Trường hợp vật không có trục quay cố định:

+ Ngẫu lực sẽ làm cho vật quay quanh trọng tâm

+ Nếu có trục quay đi qua trọng tâm thì trục quay này không chịu tác dụng lực

- Trường hợp vật có trục quay cố định:

+ Ngẫu lực làm cho vật quay quanh trục quay cố định

+ Trọng tâm cũng quay quanh trục quay, gây ra lực tác dụng lên trục quay đó, có thể làm cho trục quay biến dạng.

Viết công thức tính momen của ngẫu lực. Momen của ngẫu lực có đặc điểm gì?

Phương pháp giải

- Momen của ngẫu lực phụ thuộc vào độ lớn của ngẫu lực và khoảng cách giữa hai giá của hai lực

- Công thức: M = F.d

Hướng dẫn giải

- Công thức tính momen của ngẫu lực:

M = F.d

- Momen của ngẫu lực phụ thuộc vào:

+ độ lớn của ngẫu lực

+ khoảng cách d giữa hai giá của hai lực

+ không phụ thuộc vào vị trí trục quay O.

Hai lực của một ngẫu lực có độ lớn F = 5,0 N. Cánh tay đòn của ngẫu lực d = 20 cm. Momen của ngẫu lực là:

A. 100 N.m

B. 2,0 N.m

C. 0,5 N.m

D. 1,0 N.m

Phương pháp giải

Áp dụng công thức: M = F.d để tính momen của ngẫu lực

Hướng dẫn giải

- Momen của ngẫu lực là: 

M = F.d = 5.0,2 = 1 (N.m)

- Chọn đáp án D.

Một ngẫu lực gồm hai vecto lực F₁ và F₂ có F₁ = F₂ = F và có cánh tay đòn d. Momen của ngẫu lực này là

A. (F₁ – F₂).d

B. 2F.d

C. F.d

D.Chưa biết được vì còn phụ thuộc vào vị trí của trục quay.

Phương pháp giải

Công thức momen cuả ngẫu lực: M = F.d

Hướng dẫn giải

- Momen của ngẫu lực này là: M = F.d

- Chọn đáp án C.

Một chiếc thước mảnh có trục quay nằm ngang đi qua trọng tâm O của thước. Dùng hai ngón tay tác dụng vào thước một ngẫu lực đặt vào hai điểm A và B cách nhau 4,5 cm và có độ lớn F_A = F_B = 1 N (Hình 22.6a)

a) Tính momen của ngẫu lực.

b) Thanh quay đi một góc α = 30^o . Hai lực luôn luôn nằm ngang và vẫn đặt tại A và B (Hình 22.6b). Tính momen của ngẫu lực.

Phương pháp giải

Áp dụng công thức: M = F.d để tính momen của ngẫu l

Hướng dẫn giải

a) Momen của ngẫu lực:

M = F.d = F.AB = 1.0,045 = 0,045 (N.m)

b)Momen của ngẫu lực:

M’ = F.BI

với BI = AB.cosα = 4,5.10 - 2.cos30^o = 0,039 (m)

⇒ M’ = 1. 0,039 = 0,039 (N.m)