Vật Lý 10 Chân trời sáng tạo Bài 14: Moment. Điều kiện cân bằng của vật

1.1. Moment lực – Moment ngẫu lực

a. Khái niệm moment lực

Với: F là khuôn khổ của lực

        d là khoảng cách kể từ trục cho tới quá của lực, gọi là cánh tay đòn

Mô miêu tả thuộc tính thực hiện con quay của lực so với trục con quay O

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

- Ví dụ:

Lực thuộc tính lên cờ lê nhằm tháo dỡ đai ốc

b. Khái niệm moment ngẫu lực

Một vài ba ví dụ về ngẫu lực vô thực tiễn:

a) lực của tay thuộc tính Lúc vặn vòi vĩnh nước

b) lực thuộc tính vô vô lăng lái xe dù tô

c) lực thuộc tính vào một trong những thanh tự động do

- Ví dụ: Lực thuộc tính vô vô lăng lái xe dù tô

Trong đó: \({\vec F_1},{\vec F_2}\) đều có công dụng thực hiện vô lăng lái xe con quay trái chiều kim đồng hồ thời trang và đem cánh tay đòn theo lần lượt là d1 và d2.

Ta đem khoảng cách thân thuộc nhị giá chỉ của nhị lực d = d1 + d2. Lúc bại liệt, d gọi là cánh tay đòn của ngẫu lực

Khi bại liệt, moment của ngẫu lực so với trục con quay trải qua điểm O được xác định

\(M = {F_1}.{d_1} + {F_2}.{d_2} = F.d\)

- Ngẫu lực xuất hiện nay ở một trong những trường hợp sau:

a) Vặn khóa cửa ngõ                b) Tháo bánh xe                c) Vặn nút ga

1.2. Quy tắc moment

a. Quy tắc moment

Thanh chắn đàng tàu

- Để tương hỗ mang đến tàu hoả dịch rời an toàn và đáng tin cậy qua quýt những điểm phú nhau với đường đi bộ, người tao hay được sử dụng thanh chắn như hình bên trên. Xét trục con quay trải qua khớp nối thân thuộc thanh chắn với trụ nâng và vuông góc với mặt mũi phẳng lặng trực tiếp đứng (P) (chứa thanh chắn và trụ đỡ).

- Tại hiện trạng cân đối, vận động xoay của thanh chắn vô mặt mũi phẳng lặng (P) cần được được vô hiệu. Khi bại liệt, ĐK cần đem đó là quy tắc moment lực.

b. Vận dụng quy tắc moment

Ví dụ 1: Một xe pháo đẩy gửi vật tư đem kết cấu như Hình 14.11. Tổng lượng vật tư và xe pháo là 100 kilogam. kề dụng quy tắc moment, tính lực nâng bịa vô tay gắng để giữ lại xe pháo thăng vày. Lấy g = 9,8 m/s².

Hình 14.11. Xe đẩy vật liệu

Hướng dẫn giải:

Xét trục con quay trải qua trục bánh xe pháo. Lực nâng của tay có công dụng thực hiện xe pháo con quay nằm trong chiểu kim đồng hồ thời trang trong những khi trọng tải của vật tư có công dụng thực hiện xe pháo con quay trái chiều kim đồng hồ thời trang.

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

Suy ra: \(F = \frac{{m.g.{d_2}}}{{{d_1}}} = \frac{{100.9,8.0.6}}{{1,4}} = 420N\)

Ví dụ 2: Một cột truyền đạt năng lượng điện đem những chão cáp dẫn năng lượng điện ở ngang ở đầu cột và được lưu giữ cân đối trực tiếp đứng nhờ chão cáp thép gắn chặt xuống khu đất như Hình 14.12. tường chão cáp thép tạo ra góc 30° đối với cột năng lượng điện, những chão cáp dẫn năng lượng điện thuộc tính lực kéo F = 500 N vô đầu cột theo dõi phương vuông góc với cột. Xác tấp tểnh trương lực của chão cáp thép nhằm cột năng lượng điện thăng vày.

Hình 14.12. Dây thép lưu giữ cột điện

Hướng dẫn giải:

Xét trục con quay trải qua điểm tựa của cột năng lượng điện lên trên bề mặt khu đất, trương lực của chão cáp dẫn năng lượng điện có công dụng thực hiện cột năng lượng điện con quay trái chiều kim đồng hồ; trương lực của chão cáp thép có công dụng ngăn chặn sự con quay này.

Áp dụng quy tắc moment lực, tao có:

F.h = T.h.sin30⁰ (h là độ cao của cột điện)

Suy ra: T = 2F = 1 000N

c. Điều khiếu nại cân đối của vật

- Các vật được xét trong những ví dụ minh hoạ vô bài bác đều ko thể coi như thể hóa học điểm vày đem hình dạng và độ dài rộng xác lập. Khi khoảng cách thân thuộc nhị điểm bất kì bên trên vật ko thay đổi, vật được gọi là vật rắn.

- Khối lượng và địa điểm trọng tâm là nhị đại lượng đặc thù mang đến vật rắn, Chuyển động của trọng tâm đại diện thay mặt mang đến vận động tịnh tiến bộ của vật rắn.

Hệ vật cân đối bên trên nêm

- Ví dụ: