Mô men của ngẫu lực được tính theo công thức
|
Mô men (moment) lực là một đại lượng trong vật lý, thể hiện tác động gây ra sự quay quanh một điểm hoặc một trục của một vật thể. Nó là khái niệm mở rộng cho chuyển động quay từ khái niệm lực trong chuyển động thẳng.
Mối quan hệ giữa lực F, mô-men (moment) xoắn τ, động lượng tuyến tính p, và mô men động lượng L trong một hệ thống trong đó có vòng xoay hạn chế để chỉ một mặt phẳng (các lực và mô-men (moment) của trọng lực và lực ma sát không đã được xét tới).
Tiếng Anh: Relationship between force F, torque τ, linear momentum p, and angular momentum L in a system which has rotation constrained to only one plane (forces and moments due to gravity and friction not considered). Ký hiệu thường gặp Đơn vị khác Biểu thức mô men lực:
Trong đó:
Là một đặc điểm về khoảng cách, là chìa khóa hoạt động của đòn bẩy, ròng rọc, bánh răng và đa số các bộ máy cơ bản có khả năng tạo ra các mô hình cơ học nâng cao.
Mô men (moment) lực được đưa ra từ khi Archimedes khám phá ra nguyên lý hoạt động của đòn bẩy. Trong một đòn bẩy, Archimedes thấy rằng độ lớn của khả năng tác động lực tỷ lệ thuận với độ lớn của lực và đồng thời tỷ lệ thuận với khoảng cách từ điểm tác dụng lực tới tâm quay (cánh tay đòn).
Trong chuyển động quay của vật thể rắn, nếu không có mô men lực tác động lên vật, mô men (moment) động lượng của vật thể sẽ không thay đổi theo thời gian. Khi có mô men (moment) lực, M, mô men (moment) động lượng, L, thay đổi theo phương trình tương tự như định luật 2 Newton:
M
→
=
d
L
→
d
t
{\displaystyle {\vec {M}}={d{\vec {L}} \over dt}}
Nếu mô men (moment) quán tính của vật thể không thay đổi, phương trình trên trở thành:
Với ω là vận tốc góc của chuyển động quay của vật,
d
ω
→
d
t
{\displaystyle {d{\vec {\omega }} \over dt}}
có thể coi là gia tốc góc của vật thể.
Đối với vật thể quay,ta có công thức tính mô men (moment): M=I*B; với B: gia tốc góc; I: momen (moment) quán tính.
Vật rắn có trục quay cố định nằm cân bằng khi tổng mô men (moment) lực làm vật quay theo chiều kim đồng hồ bằng tổng mô men (moment) lực có tác dụng làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ.
M
=
F
1
d
1
+
F
2
d
2
=
F
(
d
1
+
d
2
)
=
F
.
d
{\displaystyle M={F_{1}}{d_{1}}+{F_{2}}{d_{2}}=F({d_{1}}+{d_{2}})=F.d}
Để giải đáp câu hỏi trên, chúng ta cùng tìm hiểu về ngẫu lực là gì? Momen ngẫu lực có công thức tính như thế nào? Tác dụng của ngẫu lực đối với một vật rắn ra sao? qua nội dung bài viết dưới đây. I. Ngẫu lực là gì?1. Định nghĩa ngẫu lực – Hệ hai lực song song, ngược chiều, có độ lớn bằng nhau và cùng tác dụng vào một vật gọi là ngẫu lực. 2. Ví dụ về ngẫu lực – Dùng tay vặn vòi nước ta đã tính năng vào vòi một ngẫu lực – Dùng tuanơvit để vặn đinh ốc, ta tính năng vào tuanơvit một ngẫu lực – Khi ôtô sắp qua đoạn đường ngoặt, người lái xe tính năng một ngẫu lực vào tay lái ⇒ Như vậy, ngẫu lực tính năng vào một vật chỉ làm cho vật quay chứ không tịnh tiến . II. Tác dụng của ngẫu lực đối với một vật rắn1. Trường hợp vật không có trục quay cố định – Dưới tính năng của ngẫu lực vật sẽ quay quanh trục đi qua trọng tâm và vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực . 2. Trường hợp vật có trục quay cố định – Dưới tính năng của ngẫu lực vật sẽ quay quanh trục cố định và thắt chặt đó. Nếu trục quay không đi qua trọng tâm thì trọng tâm sẽ hoạt động tròn xung quanh trục quay. Khi ấy vật có xu thế hoạt động li tâm nên tính năng lực vào trục quay . 3. Momen của ngẫu lực – Đối với những trục quay vuông góc với mặt phẵng chứa ngẫu lực thì mômen của ngẫu lực không phụ thuộc vào vào vị trí trục quay và luôn luôn có giá trị : Trong đó : F : là độ lớn của mỗi lực ( N ) d : là khoảng cách giữa 2 giá của ngẫu lực còn được gọi là cánh tay đòn của ngẫu lực ( m ) M : Momen của ngẫu lực ( N.m ) – Momen của ngẫu lực không nhờ vào vào vị trí của trục quay vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực . III. Bài tập về ngẫu lực Lý 10 chi tiết* Bài 1 trang 118 SGK Vật Lý 10: Ngẫu lực là gì? Nêu một vài ví dụ về ngẫu lực. ° Lời giải bài 1 trang 118 SGK Vật Lý 10: ◊ Ngẫu lực : là hệ hai lực song song, ngược chiều, có độ lớn bằng nhau và cùng tính năng vào một vật . ◊ Ví dụ về ngẫu lực – Dùng tay vặc vòi nước ta đã tính năng vào vòi một ngẫu lực ; – Khi xe hơi sắp qua đoạn đường ngoặt, người lái xe tính năng một ngẫu lực vào tay lái ( vô lăng ) ; * Bài 2 trang 118 SGK Vật Lý 10: Nêu tác dụng của ngẫu lực đối với một vật rắn. ° Lời giải bài 2 trang 118 SGK Vật Lý 10: – Trường hợp vật KHÔNG có trục quay cố định và thắt chặt : Ngẫu lực sẽ làm cho vật quay quanh trọng tâm. Nếu có trục quay đi qua trọng tâm thì trục quay này không chịu tính năng lực . * Bài 3 trang 118 SGK Vật Lý 10: Viết công thức tính momen của ngẫu lực. Momen của ngẫu lực có đặc điểm gì? ° Lời giải bài 3 trang 118 SGK Vật Lý 10: – Công thức tính momen của ngẫu lực: M = F.d – Đặc điểm (tính chất) của momen ngẫu lực: Momen của ngẫu lực phụ thuộc vào độ lớn của ngẫu lực, vào khoảng cách d giữa hai giá của hai lực, không phụ thuộc vào vị trí trục quay O. * Bài 4 trang 118 SGK Vật Lý 10: Hai lực của một ngẫu lực có độ lớn F = 5,0 N. Cánh tay đòn của ngẫu lực d = 20 cm. Momen của ngẫu lực là: A. 100N. m B. 2,0 N.m C. 0,5 N.m D. 1,0 N.m ° Lời giải bài 4 trang 118 SGK Vật Lý 10: ◊ Chọn đáp án : D. 1,0 N.m * Bài 5 trang 118 SGK Vật Lý 10: Một ngẫu lực gồm hai vecto lực F1 và F2 có F1 = F2 = F và có cánh tay đòn d. Momen của ngẫu lực này là A. ( F1 – F2 ). d . B. 2F d . C. Fd . D. Chưa biết được vì còn phụ thuộc vào vào vị trí của trục quay . ° Lời giải bài 5 trang 118 SGK Vật Lý 10: ◊ Chọn đáp án : C. Fd . – Công thức tính momen của ngẫu lực : M = F.d Như vậy, công thức tính momen của ngẫu lực là M = F.d. Qua bài tập ta học được công thức vận dụng trong việc tính momen lực . * Bài 6 trang 118 SGK Vật Lý 10: Một chiếc thước mảnh có trục quay nằm ngang đi qua trọng tâm O của thước. Dùng hai ngón tay tác dụng vào thước một ngẫu lực đặt vào hai điểm A và B cách nhau 4,5 cm và có độ lớn FA = FB = 1 N (Hình 22.6a). a ) Tính momen của ngẫu lực . ° Lời giải bài 6 trang 118 SGK Vật Lý 10: a ) Momen của ngẫu lực ( 4,5 cm = 0,045 m ) : M = F.d = F.AB = 1.0,045 = 0,045 ( N.m ) . b) Momen của ngẫu lực: M’ = F.BI – Xét ΔAIB vuông tại I nên có : BI = AB.cos α = 0,045. cos300 = 0,039 ( m ) Ngẫu lực là gì? Công thức tính Momen của ngẫu lực và bài tập vận dụng – Vật lý 10 bài 22 được biên soạn theo sách mới nhất và Được hướng dẫn biên soạn bởi các thầy cô giáo dạy Giỏi tư vấn, nếu thấy hay hãy chia sẻ và comment để nhiều bạn khác học tập cùng. |
