NGẪU LỰC

NGẪU LỰC

Nội dung bài học:

1. Bài giảng:

- Định nghĩa ngẫu lực

- Tác dụng của ngẫu lực đối với một vật rắn.

- Một số ví dụ và bài tập liên quan .

2. Bài tập.

- Với 5 bài tập về ngẫu lực được lấy từ các đề kiểm tra của các trường, sách bài tập vật lý nâng cao. Các bài tập này được khái quát thành vấn đề sau :

Vấn đề : Ngẫu lực.

** Khi học xong bài này, các bạn sẽ biết được thế nào là ngẫu lực và phương pháp giải bài tập về ngẫu lực. Dạng bài tập này tương đối khó và sẽ có trong các đề thi và đề kiểm tra.

NGẪU LỰC

I. NGẪU LỰC LÀ GÌ?

a. Định nghĩa.

Hệ hai lực song song, ngược chiều, có độ lớn bằng nhau và cùng tác dụng vào một vật gọi là ngẫu lực.

b. Ví dụ

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

b. Dùng tuanơvit để vặn đinh ốc, ta tác dụng vào tuanơvit một ngẫu lực.

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

2. TÁC DỤNG CỦA NGẪU LỰC ĐỐI VỚI MỘT VẬT RẮN

a. Trường hợp vật không có trục quay cố định

Xu hướng chuyển động li tâm của các phần của vật ở ngược phía đối với trọng tâm triệt tiêu nhau nên trọng tâm đứng yên. Vì vậy, trục quay đi qua trọng tâm không chịu lực tác dụng.

Nếu vật chỉ chịu tác dụng của ngẫu lực thì nó sẽ quay quanh một trục đi qua trọng tâm và vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực.

b. Trường hợp vật có trục quay cố định

Khi ấy vật có xu hướng chuyển động li tâm nên tác dụng lực vào trục quay làm trục quay bị biến dạng.

Dưới tác dụng của ngẫu lực vật sẽ quay quanh trục cố định. Nếu trục quay không đi qua trọng tâm thì trọng tâm của vật sẽ chuyển động tròn xung quanh trục quay.

Nhận xét: Ngẫu lực tác dụng vào một vật chỉ làm cho vật quay chứ không tịnh tiên.

c. Momen của ngẫu lực

     M = Fd

M: momen của ngẫu lực (N.m)

F: Độ lớn của mỗi lực (N)

d: cánh tay đòn của ngẫu lực (m)

                 (d = d₁ + d₂)

Nhận xét: Momen của ngẫu lực không phụ thuộc vào vị trí của trục quay vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực.

Bài tập 

BÀI 1 : Một vật rắn phẳng, mỏng có dạng là mộ tam giác đều ABC, mỗi cạnh là a = 20 cm. Người ta tác dụng vào vật một ngẫu lực nằm trong mặt phẳng của tam giác. Các lực có độ lớn là 8,0 N và đặt vào hai điểm A và B. Tính momen của mgẫu lực trong các trường hợp sau :

a. Các lực vuông góc với cạnh AB.

b. Các lực vuông góc với cạnh AC.

c. Các lực song song với cạnh AC.

Bài 2 : 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 ?

Bài 3 : Ở hai điểm A và B của một vật cách nhau 40 cm, người ta tác dụng hai lực bằng nhau F_l và F₂ song song, ngược chiều, hợp với một góc 30^o và tạo thành một ngẫu lực có momen M = 0,098 N.m. Hỏi lực F_l và F₂ có độ lớn bằng bao nhiêu ?

Bài 4 : Cho cơ hệ như hình: M = 0,2Nm ,   F₁F₂ = 4N. Tính chiều dài AB.

Bài 5 : Cho cơ hệ như hình: F₁ = F₂ = 10Ö2 N,  AB = 60 cm. Tính momen lực M = ? Góc lệch của F₁, F₂ là a= 45⁰.