Nội dung bài viết

    Xem thêm

    Công thức tính momen lực và cách giải các dạng bài tập (2024) chi tiết nhất

    Với tài liệu về Công thức tính momen lực và cách giải các dạng bài tập (2024) chi tiết nhất bao gồm: lý thuyết và bài tập cũng như những định nghĩa, tính chất, các dạng bài sẽ giúp bạn nắm vững kiến thức và học tốt môn Vật lí hơn.

    1 1,042 24/01/2024
    Trang trước
    Chia sẻ
    Trang sau  

    Công thức tính momen lực và cách giải các dạng bài tập chi tiết nhất

    I. Lý thuyết

    1. Khái niệm

    - Momen 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.

    - Nếu giá của lực song song với trục quay hoặc cắt trục quay thì lực sẽ không cho tác dụng làm quay, khi đó momen lực bằng không.

    - Điều kiện để lực có tác dụng làm quay vật:

    + Giá của lực không cắt trục quay

    + Trục quay vuông góc với mặt phẳng chứa lực

    Trọn bộ Công thức Vật Lí lớp 10 Chương 3: Cân bằng và chuyển động của vật rắn quan trọng

    Các lực nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay và có giá càng xa trục quay của vật thì tác dụng làm quay càng mạnh, khi đó momen lực càng lớn.

    2. Công thức

    M = F.d

    Trong đó:

    M: momen của lực (N.m)

    F: lực tác dụng (N)

    d: cánh tay đòn của lực là khoảng cách từ trục quay tới giá của lực (m)

    3. Kiến thức mở rộng

    - Từ công thức momen lực, ta có thể tính:

    + Lực tác dụng: F = Md

    + Cánh tay đòn: d = MF

    - Quy tắc momen lực: Muốn cho một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng, thì tổng của 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 chiều kim đồng hồ.

    ∑Mcùng chiều kim đồng hồ = ∑Mngược chiều kim đồng hồ

    Ví dụ:

    Trọn bộ Công thức Vật Lí lớp 10 Chương 3: Cân bằng và chuyển động của vật rắn quan trọng

    F1→ làm vật quay theo chiều kim đồng hồ

    F2→ làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ

    Vật ở trạng thái cân bằng, nên theo quy tắc momen lực ta có:

    MF1=MF2⇔F1.d1=F2.d2

    Chú ý khi sử dụng quy tắc momen lực:Quy tắc momen lực còn được áp dụng trong cả trường hợp vật không có trục quay cố định nếu như trong một tình huống cụ thể nào đó ở vật xuất hiện trục quay.

    Trọn bộ Công thức Vật Lí lớp 10 Chương 3: Cân bằng và chuyển động của vật rắn quan trọng

    II. Bài tập vận dụng

    Bài 1: Tính momen của lực đối với trục quay O, cho biết F = 100N, OA = 100cm? Bỏ qua trọng lượng của thanh.

    Trọn bộ Công thức Vật Lí lớp 10 Chương 3: Cân bằng và chuyển động của vật rắn quan trọng

    Lời giải

    Cánh tay đòn của lực F là: d = OA.sin30 = 50cm

    Ta có, momen của lực: M = F.d = 100.0,5 = 50N.m

    Bài 2: Một thanh cứng AB dài 7m, có khối lượng không đáng kể, có trục quay O, hai đầu chịu 2 lực F1→ và F2→ như hình. Cho F1 = 50N; F2 = 200N và OA = 2m . Đặt vào thanh một lực F3 hướng lên và có độ lớn 300N để cho thanh nằm ngang. Khoảng cách OC là bao nhiêu?

    Trọn bộ Công thức Vật Lí lớp 10 Chương 3: Cân bằng và chuyển động của vật rắn quan trọng

    Lời giải

    Ta có:

    Cánh tay đòn của F1 là OA, cánh tay đòn của F2 là OB, cánh tay đòn của F3 là OC.

    Theo bài ta có:

    AO = 2m, AB = 7m

    F1 = 50N; F2 = 200N; F3 = 300N

    Thanh cân bằng và tâm quay tại O, theo quy tắc momen, ta có:

    MA + MC = MB

    ⇒ F1.AO + F3.OC = F2.OB

    ⇒OC=F2.OB-F1.OCF3=5.200-50.2300=3m

    Câu 3: Một thanh chắn đường AB dài 7,5 m; có khối lượng 25 kg, có trọng tâm G cách đầu A là 1,2 m. Thanh có thể quay quanh một trục O nằm ngang cách đầu A là 1,5 m. Để giữ thanh cân bằng nằm ngang thì phải tác dụng lên đầu B một lực bằng bao nhiêu? Lấy g = 10 m/s2.

    A. 125 N.

    B. 12,5 N.

    C. 26,5 N.

    D. 250 N.

    Lời giải:

    Đáp án: B

    Giải thích:

    Xét trục quay tại O.

    Trọng lực P→ có xu hướng làm cho vật quay ngược chiều kim đồng hồ. Vậy để giữ thanh cân bằng, cần tác dụng lên đầu B một lực F→ có xu hướng làm vật quay xuôi chiều kim đồng hồ hay B→ và F→ cùng chiều.


    Để thanh cân bằng, áp dụng quy tắc mômen lực, ta có: MP = MF

    ⇔P.OG = F.OB

    ⇔P.(OA – AG) = F.(AB – OA)

    ⇔m.g.(OA – AG) = F.(AB – OA)

    ⇔25.10.(1,5 – 1,2) = F.(7,5 - 1,5)

    ⇔F = 12,5 N.

    Câu 4: Xét lực tác dụng vào mỏ lết có hướng như Hình 14.5. Hãy xác định cánh tay đòn và độ lớn của moment lực. Biết F = 50 N, l = 20 cm và α = 200

    Vật Lí 10 Bài 14: Moment lực. Điều kiện cân bằng của vật | Giải Lí 10 Chân trời sáng tạo (ảnh 5)

    Lời giải:

    Từ hình vẽ, ta thấy khoảng cách từ trục quay đến giá của lực bằng chiều dài l của mỏ lết

    => Cánh tay đòn d = 20 cm.

    => Moment lực: M = F.d = 50.0,2 = 10 (N.m)

    Tham khảo các loạt bài Vật lí khác:

    Bài viết cùng lớp mới nhất

    Xem thêm
    1 1,042 24/01/2024
    Trang trước
    Chia sẻ
    Trang sau  

    Xem thêm các chương trình khác: