Bài giảng Vật lí 10 (cơ bản) - Bài 18: Cân bằng vật có trục quay cố định. Momen lực

Nội dung tài liệu: Bài giảng Vật lí 10 (cơ bản) - Bài 18: Cân bằng vật có trục quay cố định. Momen lực

1. KIỂM TRA BÀI CŨ Câu 1: Nêu quy tắc tìm hợp lực của hai lực cĩ giá đồng qui Câu 2 :Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực khơng song song.
2. KIỂM TRA BÀI CŨ Câu 1: Nêu quy tắc tìm hợp lực của hai lực đồng qui Đáp án :Muốn tổng hợp hai lực cĩ giá đồng qui tác dụng lên một vật rắn: -Ta phải trượt hai véc tơ lực đĩ 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 khơng song song. Đáp án: Muốn cho một vật chịu tác dụng của ba lực khơng song song ở trạng thái cân bằng thì : + Ba lực đĩ phải đồng phẵng và đồng qui. + F12 = - F3
3. “HÃY CHO TƠI MỘT ĐIỂM TỰA, TƠI SẼ NHẤC BỔNG TRÁI ĐẤT” Acsimet, một nhà cơ học thiên tài thời cổ, người đã khám phá ra các định luật về địn bẩy
4. BÀI 18: CÂN BẰNG VẬT CĨ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC
5. NỘI DUNG BÀI HỌC I – CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CĨ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH MOMEN LỰC III - ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CĨ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH (QUY TẮC MOMEN LỰC)
6. I – CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CĨ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC 1) Thí nghiệm F1 = 1N F2 = 0,5 N Nếu chỉ cĩ lực F1 tác dụng lên vật , vật sẽ quay ngược chiều kim đồng hồ F1
7. I – CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CĨ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC F1 = 1N F2 = 0,5 N 1) Thí nghiệm Nếu chỉ cĩ lực F2 tác dụng lên vật , vật sẽ quay cùng chiều kim đồng hồ F2
8. II – CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CĨ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC 1) Thí nghiệm F2 Thay đổi giá của F2 ➔ vật sẽ quay cùng chiều kim đồng hồ
9. Vậy nếu đồng thời tác dụng lên đĩa hai lực F1 và F2 thì dĩa sẽ như thế nào? Cĩ cân bằng khơng?
10. I– CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CĨ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC F1 = 1N ➔ F1d1 = 1.0,02 = 0,02 Nm d1 = 0,02m F2 = 0,5N ➔ F2d2 = 0,5.0,04 = 0,02Nm. d = 0,04m d 2 1 d2 F1d1 = F2d2 F 2 Đĩa đứng yên cân bằng vì tác dụng làm quay của F F1 1 Bằng tác dụng làm quay của lực F2
11. I– CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CĨ 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 = 0.5N F2 ➔ F2d2 = 0,05.0,04 = 0,02Nm d2 = 0,04m ➔ F1d1 = F2d2 Đĩa đứng yên cân bằng vì tác dụng F1 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
12. F1 = 1N ➔ F1d1 = 1.0,03 = 0,03 Nm d1 = 0,03m F2 = 0,5N ➔ F2d2 = 0,5.0,06 = 0,03Nm. d2 = 0,06m d1 d2 F1d1 = F2d2 F 2 Đĩa chỉ cân bằng khi tác dụng làm quay của hai lực này bằng nhau F1
13. Từ đĩ, vấn đề đặt ra là ta hãy tìm một đại lượng cĩ thể đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực, và đại lượng này phải cĩ giá trị như nhau đối với hai lực F1 và F2 trong các thí nghiệm trên.
14. II – CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CĨ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH. MOMEN LỰC 1) Thí nghiệm d O 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 địn của nĩ F(N) độ lớn của lực M = F d d(m): cánh tay địn (khoảng cách từ trục quay đến giá của lực theo phương vuơng gĩc) M(N.m) momen lực (Nm) N . m
15. M phụ thuộc vào các yếu tố nào? M = 0 khi nào?
16. ➢Lực cĩ giá cắt trục quay  d = 0 ➔ M = 0 không làm quay vật
17. ➢Lực cĩ giá cắt trục quay d = 0 ➔ M = 0
18. Lực cĩ giá song song với trục quay khơng gây ra tác dụng quay
19. I. TÁC DỤNG CỦA LỰC ĐỐI VỚI VẬT CĨ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH Lực cĩ giá vuơng gĩc với trục quay tác dụng làm quay là lớn nhất
20. Vận dụng F = 20N, khoảng cách từ trục quay đến giá của lực là 20 cm. Tìm momen lực F d O F = 20N d = 0,2m F Momen của lực F đối với trục quay O là M = F.d = 20.0,2 = 4Nm
21. 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 F2 F1 F1
22. Vật rắn chịu nhiều lực tác dụng F d2 2 d3 F3 O d1 F1 Thanh cân bằng khi: F1d1 = F2d2 + F3d3 M1 = M2 + M3
23. III - ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CĨ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH (QUY TẮC MOMEN LỰC) 1)Quy tắc momen: Muốn cho một vật cĩ trục quay cố định ở trạng thái cân bằng, thì tổng các momen lực cĩ xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng các momen lực cĩ 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 +
24. III – ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CĨ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH (QUY TẮC MOMEN LỰC) 1)Quy tắc momen: 2) Chú ý: Quy tắc momen lực cịn được áp dụng khi vật cĩ trục quay tạm thời
25. III) ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CĨ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH (QUY TẮC MOMEN LỰC) 2) Chú ý: F2 (H.18.2 SGK ) d2 F1d1 = F2d2 hay M1 = M2 0 Cánh tay địn d2 > d1 thì F2< F1 F1 bấy nhiều lần d1
26. F1d1=F2d2 F1 d F 1 2 O d2
27. P =60 000 000 000 000 000 000 000 000 N = 6.1025N 23 d2 =100 000 000 000 000 000 000 000d1 = 10 d1 s1 = 1cm thì đầu mút kia sẽ vạch trong khơng gian một cung 18 “vĩ đại”, dài: s2 = 1 000 000 000 000 000 000= 10 km t = 1/3 .1010 s
28. TĨM TẮT NỘI DUNG BÀI HỌC * Momen lực đối với một trục quay đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực và đo bằng M = Fd d(m) cánh tay địn F ( N) độ lớn của lực M (N.m) : momen lực * Quy tắcmomen : Vật cĩ trục quay cố định cân bằng :  M F =  M F
29. Củng cố : Bài 4 : Một người dung búa để nhổ một chiếc đinh. Khi người ấy tác dụng một lực 100N vào đầu búa thì đinh bắt đầu chuyển động . Hãy tìm lực cản của gỗ tác dụng lên đinh Giải: F 1 Khi đinh bắt đầu chuyển động thì Momen của búa xem như bằng d1 = 20cm momen cản của đinh MF1/o = MF2/o F1d1 F1d1= F2d2 ➔F2 = = 1000N o d2 d = 2cm F2 2