Bài giảng Vật lí Lớp 10 - Bài 18: Cân bằng của một vật có trục quay cố định momen lực - Ngô Văn Tân

“HÃY CHO TÔI MỘT ĐIỂM TỰA, TÔI SẼ NHẤC BỔNG TRÁI ĐẤT” 
Acsimet , một nhà cơ học thiên tài thời cổ, người đã khám phá ra các định luật về đòn bẩy 
 BÀI:18 
CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT 
CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH 
 MOMEN LỰC 
Thực hiện: Ngô Văn Tân 
I) CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH - MOMEN LỰC 
 1) Thí nghiệm : 
F 1 
F 2 
Vì sao vật cân bằng dưới tác dụng của hai lực F 1 và F 2 ? 
 Vật quay ngược chiều kim đồng hồ 
Nếu chỉ có lực F 1 thì nó tác dụng thế nào đối với vật? 
F 1 
 Vật quay theo chiều kim đồng hồ 
Nếu chỉ có lực F 2 thì nó tác dụng thế nào đối với vật? 
F 2 
F 1 
F 2 
Đĩa đứng yên vì tác dụng làm quay của lựcF 1 cân bằng với tác dụng làm quay của lực F 2 
 F 1 
F 2 
 d 1 
O 
d 2 
Cánh tay đòn của lực F 2 
 Trục quay 
Cánh tay đòn của lực F 1 
 F 1 
F 2 
 d 1 
O 
d 2 
Khi v ật cân bằng do tác dụng đồng thời của F 1& F 2 
So sánh F 1 với F 2 ? 
 F 1 > F 2 
( F 1 =2 F 2 ) 
So sánh d 2 với d 1 ? 
 d 2 > d 1 
 ( d 2 = 2d 1 ) 
So sánh F 1 .d 1 với F 2 .d 2 ? 
 F 1 .d 1 = F 2 .d 2 
I) CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH - MOMEN LỰC 
1) Thí nghiệm : Video 1 video2 
2) Momen lực : 
 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. 
 M = F.d 
 ( N.m) (N)(m) 
Chú ý : M=0 thì lực không có tác dụng làm quay(giá của lực cắt trục quay) M khác 0 nhưng giá của lực song song với trục quay thì lực không có tác dụng làm quay 
O 
 F 2 
F 1 
F 3 
F 4 
O 
 F 1 
Vật quay theo chiều kim đồng hồ 
F 2 
 Vật quay ngược chiều kim đồng hồ 
O 
F 4 
F 3 
O 
 F 2 
F 1 
F 3 
F 4 
 M 1 + M 2 = M 3 + M 4 
Vật cân bằng 
F 1 d 1 +F 2 d 2 = F 3 d 3 +F 4 d 4 
II ) ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA 
MỘT VẬT CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH 
 (QUY TẮC MOMEN LỰC) 
1)Quy tắc: Muốn cho một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng ,thì tổng 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 
d 2 
d 1 
0 
F 1 
F 2 
2) Chú ý: 
 (H.18.2 SGK ) 
 * 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. M = Fd 
 * Quy tắc: Muốn cho một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng ,thì tổng 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. 
a) 
b) 
c) 
d) 
Cánh tay đòn của lực P đối với trục quay O là 
d P = OG 
d P = OK 
dp = OH 
d P = OA 
P 
A 
. 
0 
G 
F 
K 
H 
C1 ? 
a) 
b) 
c) 
d) 
Cánh tay đòn của lực F đối với trục quay O là : 
d F = OA 
 d F = OH 
d F = OI 
d F = OK 
P 
A 
. 
0 
G 
F 
K 
H 
I 
C2 ? 
 Thanh AB đồng chất tiết diện đều. Mắc vào A vật có trọng lượng P 1 , mắc vào C vật có trọng lượng P 2 sao cho thanh AB cân bằng. 
 A 
B 
O 
C 
 P 1 .OA = P 2 .OB 
 P 1 .OA = P 2 .OC 
 P 2 < P 1 
 P 2 = P 1 
A 
B 
C 
D 
C3? 
P 1 
P 2 
Biểu thức nào dưới đây đúng. 
P 
A 
. 
0 
G 
F 
K 
VD1: 
Theo quy tắc momen lực khi thanh AB cân bằng, ta có : 
 M P = M F 
 => P.OK = F.AB 
B 
Dựa vào quy tắc momen lực, em hãy xác định điều kiện cân bằng của thanh AB. 
P 
A 
. 
0 
G 
K 
H 
F 
Theo quy tắc momen lực khi thanh AB cân bằng, ta có : 
 M P = M F 
 => P.OK = F.OH 
VD2: 
B 
Dựa vào quy tắc momen lực, em hãy xác định điều kiện cân bằng của thanh AB. 
Gạo đem vào giã bao đau đớn. 
Gạo giã xong rồi trắng tựa bông. 
Sống ở trên đời người cũng vậy. 
Gian nam rèn luyện mới thành công. 
 “ Chủ tịch: Hồ Chí Minh” 
Định mệnh do con người ta tạo ra.