Lý 10 Bài 19: Quy tắc hợp lực song song cùng chiều

a) Thí nghiệm 1

• Treo hai chùm quả cân có trọng lượng \({P_1}\) và \({P_2}\) khác nhau vào hai phía của thước, thay đổi khoảng cách từ hai điểm treo \({O_1}\), \({O_2}\) đến O để cho thước nằm ngang. 

• Vì tác dụng làm quay của lực \({P_1}\) cân bằng với tác dụng làm quay của lực \({P_2}\) 

⇒ Lực kế chỉ giá trị:  \(F = {P_1} + {\rm{ }}{P_2}\)

b) Thí nghiệm 2

• Tháo hai chùm quả cân đem treo chung vào trọng tâm O của thước thì thấy thước vẫn nằm ngang và lực kế vẫn chỉ giá trị \(F = {P_1} + {\rm{ }}{P_2}\)

• Vậy trọng lực \(\overrightarrow P  = \overrightarrow {{P_1}}  + \overrightarrow {{P_2}} \) đặt tại điểm O của thước là hợp lực của hai lực \(\overrightarrow {{P_1}} \) và \(\overrightarrow {{P_2}} \) đặt tại hai điểm \({O_1}\) và \({O_2}\).

\(P = {P_1} + {\rm{ }}{P_2}\) hay  \(\frac{{{P_1}}}{{{P_2}}} = \frac{{{\rm{O}}{{\rm{O}}_2}}}{{{\rm{O}}{{\rm{O}}_1}}}\)

- Qui tắc

• Hợp lực của hai lực song song cùng chiều là một lực song song, cùng chiều và có độ lớn bằng tổng các độ lớn của hai lực ấy.
• Giá của hợp lực chia khoảng cách giữa hai giá của hai lực song song thành những đoạn tỉ lệ nghịch với độ lớn của hai lực ấy.

\(F = {F_1} + {\rm{ }}{F_2}\);  \(\frac{{{F_1}}}{{{F_2}}} = \frac{{{d_2}}}{{{d_1}}}\) (chia trong)

- Chú ý:

- Đối với những vật đồng chất và có dạng hình học đối xứng thì trọng tâm nằm ở tâm đối xứng của vật.

+ Có nhiều khi ta phải phân tích một lực \(\overrightarrow F \) thành hai lực \(\overrightarrow {{F_1}} \) và \(\overrightarrow {{F_2}} \) song song và cùng chiều với lực \(\overrightarrow F \) . Đây là phép làm ngược lại với tổng hợp lực

\(\overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} + \overrightarrow {{F_3}} = \overrightarrow 0 \)

Hướng dẫn giải

Vật chịu tác dụng của các lực được biểu diễn trên hình vẽ:

Áp dụng quy tắc hợp lực song song cùng chiều: 

• P = P_A + P_B = 240         (1)

• \({P_A}.{\rm{ }}{G_A} = {P_{B.}}{G_B}\)

⇒ P_B = P_A. = 2 P_A         (2)

(1) và (2) ⇒ P = 3 P_A ⇒ P_A == 80N.

Hướng dẫn giải

Vật chịu tác dụng của các lực được biểu diễn trên hình vẽ:

• Áp dụng quy tắc hợp lực song song cùng chiều, ta có: \(P = {P_A} + {\rm{ }}{P_B}\) = 1000N          (1)

• Mặt khác: P_A. OA = P_B. OB

       ⇒ \(\frac{{{P_A}}}{{{P_B}}} = \frac{{OB}}{{OA}} = \frac{{40}}{{60}} = \frac{2}{3}\)  (2)

Từ (1) & (2) ⇒ P_A = 600N và P_B= 400N

Câu 1: Một thanh đồng chất dài L, trọng lượng P được treo năm ngang bằng hai dây. Dây thứ nhất buộc vào đầu bên trái của thanh, dây thứ hai buộc vào điểm cách đầu bên phải L/4. Lực căng của dây thứ hai bằng bao nhiêu?

Câu 2: Hai người dùng một cái đòn tre để khiêng một cái hòm (Hình 19.2) có trọng lượng 500 N. Khoảng cách giữa hai người là A₁A₂ = 2 m. Treo hòm vào điểm nào thì lực đè lên vai người một sẽ lớn hớn lực đè lên vai người hai là 100 N. (Bỏ qua trọng lực của đòn).

Câu 3: Hai lực song song cùng chiều cách nhau một đoạn 0,2 m. Nếu một trong hai lực có độ lớn 13 N và hợp lực của chúng có đường tác dụng cách lực kia một đoạn 0,08 m. Tính độ lớn của hợp lực và lực còn lại.

Câu 4: Hai người dùng một cái gậy để khiêng một cỗ máy nặng 100 kg. Điểm treo cỗ máy cách vai người thứ nhất 60 cm và cách vai người thứ hai 40 cm. Bỏ qua trọng lượng của gậy. Lấy g = 10 m/s2. Hỏi mỗi người chịu một lực bằng bao nhiêu?

Câu 5: Một người đang quẩy trên vai một chiếc bị có trọng lượng 40 N. Chiếc bị buộc ở đầu gậy cách vai 70 cm, tay người giữ ở đầu kia cách vai 35 cm. Bỏ qua trọng lượng của gậy, để gậy cân bằng thì lực giữ gậy của tay phải bằng bao nhiêu?

Câu 1: Một người gánh 2 thúng, thúng gạo nặng 300 N, thúng ngô nặng 200 N. Đòn gánh dài 1,5m. Hỏi vai người ấy phải đặt ở điểm nào để đòn gánh cân bằng và vai chịu một lực là bao nhiêu? Bỏ qua trọng lượng của đòn gánh.

   A. cách đầu treo thúng gạo 60cm, vai chịu lực 500 N

   B. cách đầu treo thúng gạo 30cm, vai chịu lực 300 N

   C. cách đầu treo thúng gạo 20cm, vai chịu lực 400 N

   D. cách đầu treo thúng gạo 50cm, vai chịu lực 600 N

Câu 2: Hai người khiêng một vật nặng 1200N bằng một đòn tre dài 1m, một người đặt điểm treo của vật cách vai mình 40cm. Bỏ qua trọng lượng của đòn tre. Mỗi người phải chịu một lực bao nhiêu?

A. 480 N, 720 N.

B. 450 N, 630 N

C. 385 N, 720 N

D. 545 N, 825 N

Câu 3: Một người đang quẩy trên vai một chiếc bị, có trọng lượng 60N , được buộc ở đầu gậy cách vai 25 cm. Tay người giữ ở đầu kia cách vai 35 cm. Lực giữ của tay và áp lực đè lên vai người là (bỏ qua trọng lượng của gậy)

A. 100 N và 150 N.

B. 120 N và 180 N.

C. 150 N và 180 N.

D. Đáp án khác.

Câu 4: Người ta đặt một thanh đồng chất AB dài 90 cm, khối lượng m = 2 kg lên một giá đỡ tại O và móc vào hai đầu A, B của thanh hai trọng vật có khối lượng m₁ = 4 kg và m₂ = 6 kg. Vị trí O đặt giá đỡ để thanh nằm cân bằng cách đầu A

A. 50 cm.

B. 60 cm.

C. 55 cm.

D. 52,5 cm.

Câu 5: Một thanh cứng AB có khối lượng không đáng kể, dài 1 m, được treo nằm ở hai đầu AB nhờ hai lò xo thẳng đứng có chiều dài tự nhiên bằng nhau và có độ cứng k₁ = 90 N/m và k₂ = 60 N/m. Để thanh vẫn nằm nganh phải treo một vật nặng vào điểm C cách A là

A. 40 cm.

B. 60 cm.

C. 45 cm.

D. 75 cm.

Qua bài giảng Quy tắc hợp lực song song cùng chiều này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :

• Phát biểu được quy tắc hợp lực song song cùng chiều và điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực song song.

• Vận dụng được quy tắc và các điều kiện cân bằng để giải các bài tập.

• Vận dụng được phương pháp thực nghiệm ở mức độ đơn giản.