Hotline 0939 629 809

Moment lực, moment ngẫu lực là gì? Công thức tính Moment lực và điều kiện cân bằng của vật - Vât lí 10 bài 14 CTST

09:37:0908/12/2022

Trong chờ chơi bập bênh, người lớn ở đầu bên này và trẻ em ở đầu bên kia. Người lớn sẽ nâng bổng trẻ em và cũng có khi trẻ em lại có thể nâng bổng được người lớn (qua bập bênh). Điều này được giải thích dựa vào moment lực.

Vậy moment lực là gì? moment ngẫu lực là gì? Công thức tính moment lực như thế nào? điều kiện cân bằng của vật là gì? Chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

I. Moment lực - Moment ngẫu lực

1. Moment lực là gì?

- Moment lực là gì? Moment 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 với cánh tay đòn của nó:

M = F.d

Với: F là độ lớn của lực

d là khoảng cách từ trục quay đến giá của lực, gọi là cánh tay đòn

- Trong hệ SI, đơn vị của moment lực là N.m

Lực tác dụng lên cờ lê để tháo đai ốc Vật lí 10 bài 14

Lắp bu lông khi đặt lực ở các vị trí khác nhau trên cờ lê

2. Moment ngẫu lực là gì?

- Moment ngẫu lực là gì? Hệ hai lực song song, ngược chiều, có độ lớn bằng nhau và cùng tác dụng vào một vật được gọi là ngẫu lực. Dưới tác dụng của ngẫu lực, chỉ có chuyển động quay của vật bị biến đổi.

Một số ví dụ về ngẫu lực * Ví dụ: Vô lăng ô tô: Ví dụ ngẫu lực là vô lăng ô tô

Trong đó $\small \overrightarrow{F}_1,\: \overrightarrow{F}_2$ đều có tác dụng làm vô lăng quay ngược chiều kim đồng hồ và có cánh tay đòn lần lượt là d₁ và d_2.

Ta có khoảng cách giữa hai giá của hai lực d = d₁ + d₂. Lúc đó, d gọi là cánh tay đòn của ngẫu lực.

Khi đó, moment của ngẫu lực đối với trục quay đi qua điểm O được xác định như sau:

M = F₁.d₁ + F₂.d₂

II. Quy tắc moment

1. Quy tắc moment

Muốn cho một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng, tổng độ lớn các moment lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng độ lớn các moment lực có xu hướng làm vật quay theo chiều ngược lại:

M₁ + M₂ + ... = M'₁ + M'₂...

2. Điều kiện cân bằng của vật

- Khi vật rắn ở trạng thái cân bằng, lực tác dụng vào vật phải có hai điều kiện sau:

+ Lực tổng hợp tác dụng lên vật bằng không

+ Tổng moment lực tác dụng lên vật đối với một điểm bất kì bằng không.

$\small \overrightarrow{F}_1+\overrightarrow{F}_2+...+\overrightarrow{F}_n=\overrightarrow{0}$

$\small M_1+M_2+...+M_n=0$

Điều kiện cân bằng của vật

- Trong điều kiện về moment lực, ta cần quy ước các moment lực có xu hướng làm vật quay theo một chiều có giá trị dương. Từ đó, các moment lực có xu hướng làm vật quay theo chiều ngược với chiều dương quy ước sẽ có giá trị âm.

3. Vận dụng quy tắc moment

* Ví dụ: Một xe đẩy chuyển vật liệu có cấu tạo như hình dưới. Tổng khối lượng vật liệu và xe là 100kg. Áp dụng quy tắc moment, tính lực nâng đặt vào tay cầm để giữ xe thăng bằng. Lấy g = 9,8 m/s².

xe đẩy vật liệu Vật lí 10 bài 14 * Lời giải:

Xét trục quay đi qua trục bánh xe. Lực nâng của tay có tác dụng làm xe quay cùng chiều kim đồng hồ trong khi trọng lực của vật liệu có tác dụng làm xe quay ngược chiều kim đồng hồ.

Áp dụng quy tắc moment lực, ta có: F.d₁ = P.d₂

Suy ra: $\small F=\frac{P.d_2}{d_1}=\frac{m.g.d_2}{d_1}$ $\small =\frac{100.9,8.0,6}{1,4}=420(N)$

Hy vọng với bài viết Moment lực, moment ngẫu lực là gì? Công thức tính Moment lực và điều kiện cân bằng của vật Vật lí 10 bài 14 sách Chân trời sáng tạo ở trên đã giúp các em hiểu và nắm vững phần kiến thức này. Mọi góp ý và thắc mắc các em hãy để lại nhận xét dưới bài viết để Hay Học Hỏi ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tốt.

• Xem các bài tập Vật lí 10 SGK Chân trời sáng tạo cùng chuyên mục

> Bài 1 trang 92 SGK Vật lí 10 (Chân trời sáng tạo): Người ta tác dụng lực $\small \overrightarrow{F}$ có độ lớn 80 N lên tay quay để xoay chiếc cối xay như Hình 14P.1...