Bài giảng Vật lí 10 - Bài 18: Cân bằng vật có trục quay cố định, momen lực

Câu 1: Nêu quy tắc tìm hợp lực của hai lực  có giá đồng 
qui 
Câu 2 :Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của 
ba lực không song song.


 Câu 1: Nêu quy tắc tìm hợp lực của hai lực đồng qui 
Đáp án :Muốn tổng hợp hai lực có giá đồng qui tác dụng 
lên một vật rắn: 
­Ta  phải  trượt  hai  véc  tơ  lực  đó  trên  giá  của  chúng  đến 
điểm đồng qui
­Rồi áp dụng qui tắc hình bình hành để tìm hợp lực.
 Câu 2 :Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng 
của ba lực không song song.
 Đáp án: Muốn cho một vật chịu tác dụng của ba lực 
không song song ở trạng thái cân bằng thì :
  + Ba lực đó phải đồng phẵng và đồng qui.
  + F12 = ­ F3


“HÃY CHO TÔI MỘT ĐIỂM TỰA, TÔI SẼ     
       NHẤC BỔNG TRÁI ĐẤT”

Acsimet, một nhà cơ học thiên tài thời cổ, người đã 
khám phá ra các định luật về đòn bẩy



NỘI DUNG BÀI HỌC
      I – CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ 

ĐỊNH MOMEN LỰC
III ­ ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC 
QUAY CỐ ĐỊNH (QUY TẮC MOMEN LỰC)


I – CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH.
 MOMEN LỰC
1) Thí nghiệm F1 = 1N F2 = 0,5 N
 Nếu chỉ có lực F1 tác dụng 
lên vật , vật sẽ quay ngược 
chiều kim đồng hồ

F1


I – CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH.
 MOMEN LỰC
F2 = 0,5 N
F1 = 1N
1) Thí nghiệm
 Nếu chỉ có lực F2 tác dụng 
lên vật , vật sẽ quay cùng 
chiều kim đồng hồ

F2


II – CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH.
 MOMEN LỰC
1) Thí nghiệm

Thay đổi giá của  F2  vật 
sẽ  quay cùng chiều kim 
đồng hồ

F2


Vậy nếu đồng thời tác dụng lên đĩa 
hai lực F1 và F2 thì dĩa sẽ như thế 
nào? Có cân bằng không?


I– CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH.
 MOMEN LỰC
F1 = 1N
 F1d1 = 1.0,02 = 0,02 Nm
  d1 = 0,02m
F2 = 0,5N
d1

d2 = 0,04m

d2
F2

F1

 F2d2 = 0,5.0,04 = 0,02Nm.

 F1d1 = F2d2

Đĩa đứng yên cân bằng vì tác dụng 
làm quay của F1 
Bằng tác dụng làm quay của lực F2 


I– CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH.
 MOMEN LỰC
Lần 2 thay đổi giá của lực F2
1) Thí nghiệm
F1 = 1N
 F1d1 = 1.0,02 = 0,02Nm
d1 = 0,02m
F2

F2 = 0.5N
d2 = 0,04m  F2d2 = 0,05.0,04 = 0,02Nm
 F1d1 = F2d2

F1

Đĩa đứng yên cân bằng vì tác dụng 
làm quay của F1 
Bằng tác dụng làm quay của lực F2 
Thay đổi F,d  và thấy  tích F.d 
càng lớn thì tác dụng làm quay 
của lực càng mạnh


F1 = 1N
 F1d1 = 1.0,03 = 0,03 Nm

  d1 = 0,03m
F2 = 0,5N
d1

d2 = 0,06m

d2

 F1d1 = F2d2
F2

F1

 F2d2 = 0,5.0,06 = 0,03Nm.

Đĩa chỉ cân bằng khi tác dụng làm 
quay của hai lực này bằng nhau


Từ đó, vấn đề đặt ra là ta hãy tìm một đại lượng có thể 
đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực, và đại 
lượng này phải có giá trị như nhau đối với hai lực F1 
và F2 trong các thí nghiệm trên.


II – CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH.
 MOMEN LỰC
d
O
1) Thí nghiệm

2) Momen lực
Nhận xét
* Định nghĩa:

F

Momen lực  là đại lượng đặc trưng cho  tác dụng làm quay của 
lực và được đo bằng tích của lực với cánh tay đòn của nó
F(N) độ lớn của lực

M = F d
(Nm)    N .  m

d(m):  cánh  tay  đòn  (khoảng  cách  từ  trục  quay 
đến giá của lực theo phương vuông góc) 
M(N.m) momen lực


M phụ thuộc vào các yếu tố nào?
M = 0 khi nào?


Lực có giá cắt trục quay



 d = 0    M = 0 khoâng laøm quay 
vaät

Lực có giá cắt trục quay 
           d = 0     M = 0


Lực có giá song song với  trục 
quay không gây ra  tác dụng quay


I. TÁC DỤNG CỦA LỰC ĐỐI VỚI VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ 
ĐỊNH

Lực có giá vuông góc với trục quay tác dụng 
làm quay là lớn nhất


Vận dụng
F = 20N, khoảng cách từ trục quay đến giá của lực là  20 cm. 
Tìm momen lực F

d
F = 20N
d = 0,2m

F

Momen của lực F đối với trục quay O là
M = F.d = 20.0,2 = 4Nm

O

Đĩa chỉ câng bằng khi   F1d1= F2d2     M1 = M2

Nghĩa là momen lực làm vật quay theo chiều kim đồng 
hồ bằng momen làm vật quay theo chiều ngược lại
F2
O
F1

F2
F1


Vật rắn chịu nhiều lực tác dụng

d2

F2

d3

F3

O
d1

F1

Thanh cân bằng khi:

F1d1 =  F2d2 + F3d3
M1 = M2 + M3


III ­ ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC 
QUAY CỐ ĐỊNH (QUY TẮC MOMEN LỰC)
1)Quy tắc momen:
  Muốn cho một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân 
bằng,
thì tổng các momen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều 
kim đồng hồ phải bằng tổng các momen lực có xu hướng 
làm vật quay ngược lại
Biểu thức:

F1d1 = F2d2  hay M1 = M2

Trong trường hợp vật chịu nhiều lực tác dụng:
F1d1+F2d2+… = F1’d1’ + F2’d2’ + …


III – ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY 
CỐ ĐỊNH (QUY TẮC MOMEN LỰC)
1)Quy tắc momen:

2) Chú ý:
Quy tắc momen lực còn được áp dụng  khi vật có trục quay tạm thời