Giải Vật Lí 10 Bài 14 (Chân trời sáng tạo): Moment lực. Điều kiện cân bằng của vật
Với giải bài tập Vật Lí 10 Bài 14: Moment lực. Điều kiện cân bằng của vật sách Chân trời sáng tạo hay nhất, chi tiết giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Vật Lí 10 Bài 14.
Giải Vật Lí lớp 10 Bài 14: Moment lực. Điều kiện cân bằng của vật
Lời giải:
Dựa vào tác dụng làm quay của lực lên một vật có trục quay cố định.
1. Moment lực – Moment ngẫu lực
Khái niệm moment lực
Quan sát Hình 14.2, mô tả chuyển động của cánh cửa khi chịu lực tác dụng của bạn học sinh.
Lời giải:
Cánh cửa chuyển động quay xung quanh bản lề được gắn với tường nhờ vào tác dụng lực của bạn học sinh.
Quan sát Hình 14.4, nhận xét về khả năng lắp bu lông khi đặt lực ở các vị trí khác nhau trên cờ lê.
Lời giải:
Khi đặt lực F ở vị trí a, khả năng lắp bu lông là khó khăn nhất, tốn nhiều sức nhất.
Khi đặt lực F ở vị trí b, khả năng lắp bu lông dễ dàng hơn.
Và khi đặt lực F ở vị trí c là khả năng lắp bu lông là dễ dàng nhất, chỉ cần dùng lực có độ lớn nhỏ cũng làm xoay bu lông..
Lời giải:
Lực sẽ không gây ra tác dụng làm quay vật nếu lực có phương song song với trục quay. Theo tình huống như hình 14.2, nếu lực có phương song song với trục quay thì cánh cửa không quay.
Lời giải:
Xác định cánh tay đòn: từ trục quay, ta hạ đường thẳng vuông góc với giá của lực.
Độ lớn của momen lực là:
Khái niệm moment ngẫu lực
Quan sát Hình 14.6 và thực hiện các yêu cầu sau:
b) Nhận xét tính chất của các cặp lực này và chuyển động của các vật đang xét.
Lời giải:
a) Cặp lực của tay tác dụng khi vặn vòi nước (Hình 14.6a) là: làm vòi nước quay ngược chiều kim đồng hồ và làm vòi nước quay ngược chiều kim đồng hồ.
Cặp lực của tay cầm vô lăng khi lái ô tô (Hình 14.6b) là: làm vô lăng quay ngược chiều kim đồng hồ và làm vô lăng quay ngược chiều kim đồng hồ.
b) Các cặp lực này song song, ngược chiều, có độ lớn bằng nhau và cùng tác dụng vào một vật. Chiều chuyển động của vòi nước và vô lăng là chiều quay ngược chiều kim đồng hồ.
Có thể xác định được lực tổng hợp của ngẫu lực không? Tại sao?
Lời giải:
Ngẫu lực không có lực tổng hợp. Theo định nghĩa, lực tổng hợp phải là một lực duy nhất đại diện cho tất cả các lực thành phần. Dưới tác dụng của lực tổng hợp, vật có tính chất chuyển động như khi chịu tác dụng của tất cả các lực thành phần. Do ngẫu lực là hai lực ngược chiều, bằng độ lớn nên lực tổng hợp nếu có phải bằng 0, khi đó tác động làm quay vật sẽ không còn (vô lí).
Lời giải:
Ứng dụng của ngẫu lực trong đời sống:
+ Vặn khóa cửa
+ Tháo bánh xe
+ Vặn nút ga
+ Vặn nắp chai nước
+ Vặn chìa khóa xe
2. Quy tắc moment
Quy tắc moment
Quan sát Hình 14.9 và thực hiện các yêu cầu sau:
a) Xác định các lực tác dụng lên thanh chắn.
Lời giải:
a) Các lực tác dụng lên thanh chắn bao gồm: trọng lực của thanh chắn, trọng lực của đối trọng. Ngoài ra còn có lực nâng của trục đỡ.
b) Lực có tác dụng làm thanh chắn xoay ngược chiều kim đồng hồ.
Lực có tác dụng làm thanh chắn xoay xuôi chiều kim đồng hồ.
Lực nâng của trụ đỡ đi qua trục quay nên không có tác dụng làm quay.
Lời giải:
Lực phía bên cánh tay đòn d2 làm cân quay theo chiều kim đồng hồ.
Lực phía bên cánh tay đòn d1 làm cân quay ngược chiều kim đồng hồ.
Vận dụng quy tắc moment
Điều kiện cân bằng của vật
Nêu điều kiện để thanh chắn đường tàu trong hình 14.9:
Lời giải:
a) Để không có chuyển động tịnh tiến thì lực nâng của trụ đỡ phải bằng với tổng trọng lực tác dụng lên thanh chắn và đối trọng.
b) Để thanh chắn không có chuyển động quay thì độ lớn của moment lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng độ lớn moment lực có xu hướng làm vật quay theo chiều ngược kim đồng hồ.
Lời giải:
Đổi đơn vị: d1 = 20 cm = 0,2 m.
Xét trục quay đi qua điểm tựa O, trọng lực do vật m1 gây ra có tác dụng làm thanh quay ngược chiều kim đồng hồ, trọng lực do vật m2 gây ra có tác dụng làm thanh quay cùng chiều kim đồng hồ.
Để hệ ở trạng thái cân bằng:
Cạnh nêm tác dụng lên điểm tựa O một lực nâng. Khi hệ cân bằng, lực nâng này có độ lớn bằng lực ép của thanh xuống nêm, lực éo này là lực tổng hợp của: trọng lực của vật m1 và trọng lực của vật m2.
và là hai lực song song cùng chiều, dựa vào quy tắc tổng hợp lực của 2 lực song cùng chiều, ta có độ lớn của lực do cạnh nêm tác dụng lên điểm tựa O là:
F = P1 + P2 = m1.g + m2.g = 5.9,8 + 2.9.8 = 68,6 N.
Lời giải:
Gậy gỗ mà diễn viên xiếc cầm có vai trò hỗ trợ giữ được trạng thái thăng bằng cho diễn viên. Gậy giúp diễn viên xiếc điều chỉnh phương của trọng lực của hệ luôn đi qua dây nên người không bị ngã.
C/ Bài tập
Lời giải:
Đổi đơn vị d = 40 cm = 0,4 m.
Moment của lực đối với trục quay qua tâm cối xay có độ lớn là:
M = F.d = 80.0,4 = 32 N.m
Lời giải:
Gọi M1 là moment lực của tay. M2 là moment lực do đầu đinh tạo ra.
Để nhổ được cây đinh thì momen lực của tay phải lớn hơn hoặc bằng với momen lực của chiếc đinh tạo ra. Kể từ khi chiếc đinh vừa bắt đầu được nhổ thì moment lực của tay bằng với moment lực do đầu đinh tạo ra:
Lực do đinh tác dụng lên búa có độ lớn bằng lực của búa tác dụng lên đinh và bằng 1200 N.
Xem thêm lời giải bài tập Vật Lí lớp 10 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:
Bài 10: Ba định luật Newton về chuyển động
Bài 11: Một số lực trong thực tiễn
Bài 12: Chuyển động của vật trong chất lưu
Bài 13: Tổng hợp lực – Phân tích lực
Xem thêm tài liệu Vật lí lớp 10 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:
Xem thêm các chương trình khác:
- Soạn văn lớp 10 (hay nhất) – Chân trời sáng tạo
- Tác giả tác phẩm Ngữ văn lớp 10 – Chân trời sáng tạo
- Soạn văn lớp 10 (ngắn nhất) – Chân trời sáng tạo
- Tóm tắt tác phẩm Ngữ văn lớp 10 – Chân trời sáng tạo
- Giải sbt Ngữ văn lớp 10 – Chân trời sáng tạo
- Bố cục tác phẩm Ngữ văn lớp 10 – Chân trời sáng tạo
- Nội dung chính tác phẩm Ngữ văn lớp 10 – Chân trời sáng tạo
- Văn mẫu lớp 10 – Chân trời sáng tạo
- Giải Chuyên đề học tập Ngữ văn 10 – Chân trời sáng tạo
- Giải sgk Toán 10 – Chân trời sáng tạo
- Giải Chuyên đề Toán 10 – Chân trời sáng tạo
- Lý thuyết Toán 10 – Chân trời sáng tạo
- Giải sbt Toán 10 – Chân trời sáng tạo
- Chuyên đề dạy thêm Toán 10 Chân trời sáng tạo (2024 có đáp án)
- Giải sgk Tiếng Anh 10 Friends Global – Chân trời sáng tạo
- Giải sbt Tiếng Anh 10 Friends Global – Chân trời sáng tạo
- Trọn bộ Từ vựng Tiếng Anh 10 Friends Global đầy đủ nhất
- Ngữ pháp Tiếng Anh 10 Friends Global
- Giải sgk Hóa học 10 – Chân trời sáng tạo
- Lý thuyết Hóa học 10 – Chân trời sáng tạo
- Giải sbt Hóa học 10 – Chân trời sáng tạo
- Giải Chuyên đề Hóa học 10 – Chân trời sáng tạo
- Giải sgk Sinh học 10 – Chân trời sáng tạo
- Giải sbt Sinh học 10 – Chân trời sáng tạo
- Lý thuyết Sinh học 10 – Chân trời sáng tạo
- Giải Chuyên đề Sinh học 10 – Chân trời sáng tạo
- Giải sgk Lịch sử 10 – Chân trời sáng tạo
- Giải sbt Lịch sử 10 – Chân trời sáng tạo
- Giải Chuyên đề Lịch sử 10 – Chân trời sáng tạo
- Lý thuyết Lịch sử 10 – Chân trời sáng tạo
- Giải sgk Địa lí 10 – Chân trời sáng tạo
- Lý thuyết Địa Lí 10 - Chân trời sáng tạo
- Giải sbt Địa lí 10 – Chân trời sáng tạo
- Giải Chuyên đề Địa lí 10 – Chân trời sáng tạo
- Giải sgk Giáo dục Kinh tế và Pháp luật 10 – Chân trời sáng tạo
- Giải sbt Giáo dục Kinh tế và Pháp luật 10 – Chân trời sáng tạo
- Giải Chuyên đề Kinh tế và pháp luật 10 – Chân trời sáng tạo
- Lý thuyết KTPL 10 – Chân trời sáng tạo
- Giải sgk Hoạt động trải nghiệm 10 – Chân trời sáng tạo
- Giải sbt Hoạt động trải nghiệm 10 – Chân trời sáng tạo
- Giải sgk Giáo dục thể chất 10 – Chân trời sáng tạo