Lý 10 Bài 22: Ngẫu lực

a) Định nghĩa

• Hệ hai lực song song, ngược chiều, có độ lớn bằng nhau và cùng tác dụng vào một vật gọi là ngẫu lực.

b) Ví dụ

• Dùng tay vặn vòi nước ta đã tác dụng vào vòi một ngẫu lực.

• Khi ôtô sắp qua đoạn đường ngoặt, người lái xe tác dụng một ngẫu lực vào tay lái.

a) Trường hợp vật không có trục quay cố định

• Dưới tác dụng của ngẫu lực, vật sẽ quay quanh trục đi qua trọng tâm và vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực.

• Xu hướng chuyển động li tâm của các phần của vật ở ngược phía đối với trọng tâm triệt tiêu nhau nên trọng tâm đứng yên. Vì vậy, trục quay đi qua trọng tâm không chịu lực tác dụng.

b) Trường hợp vật có trục quay cố định

• Dưới tác dụng của ngẫu lực, vật sẽ quay quanh trục cố định đó. Nếu trục quay không đi qua trọng tâm thì trọng tâm sẽ chuyển động tròn xung quanh trục quay. Khi ấy vật có xu hướng chuyển động li tâm nên tác dụng lực vào trục quay.
• Khi chế tạo các bộ phận quay của máy móc phải làm cho trục quay đi qua trọng tâm của nó.

c) Mômen của ngẫu lực

• Đối cới các trục quay vuông góc với mặt phẵng chứa ngẫu lực thì mômen của ngẫu lực không phụ thuộc vào vị trí trục quay và luôn luôn có giá trị :

\(M = {F_1}{d_1} + {F_2}{d_2} = F({d_1} + {d_2}) = F.d\)

• Trong đó F là độ lớn của mỗi lực, còn d khoảng cách giữa hai giá của ngẫu lực và được gọi là cánh tay đòn của ngẫu lực

Hướng dẫn giải

Thanh AB chịu tác dụng của các lực được biểu diễn trên hình vẽ. 

Tính momen của ngẫu lực:

 \(M=F.d = 1. 4,5.10^{-2 }\)

 ⇒ \(M = 45. 10^{-3} (N.m)\)

Hướng dẫn giải

Đổi d = 20 cm = 0,2 m

Momen của một ngẫu lực là: M = F.d = 5. 0,2 = 1 (N.m)

Câu 1: Ba cái thước đặt trên mặt bàn nhẵn nằm ngang chịu tác dụng của hai lực có độ lớn bằng nhau và đều vuông góc với thước được mô tả như hình 22.2. G là trọng tâm của thước. Thước có trọng tâm không chuyển động tịnh tiến là bao nhiêu?

Câu 2: Hai lực của ngẫu lực có độ lớn F = 20 N, khoảng cách giữa hai giá của ngẫu lực là d = 30 cm. Momen của ngẫu lực có độ lớn bằng bao nhiêu?

Câu 3: Một ngẫu lực gồm hai lực và có F₁ = F₂ = F và có cánh tay đòn d. Momen của ngẫu lực này là bao nhiêu? 

Câu 4: 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 = F_B = 1 N. Thanh quay đi một góc α = 30°. Hai lực luôn luôn nằm ngang và vẫn đặt tại A và B (Hình vẽ). Tính momen của ngẫu lực.

Câu 1: Một vật rắn phẳng mỏng dạng một tam giác đều ABC, canh a = 20 cm. Người ta tác dụng một ngẫu lực nằm trong mặt phẳng của tam giác. Các lực này có độ lớn 8 N và đặt vào hai đỉnh A và C và song song với BC. Momen của ngẫu lực có giá trị là

. 13,8 N.m.

B. 1,38 N.m.

C. 1,38.10^-2 N.m.

D. 1,38.10^-3 N.m.

Câu 2: Nhận xét nào sau đây về ngẫu lực không đúng?

A. Momen ngẫu lực phụ thuộc khoảng cách giữa hai giá của hai lực.

B. Có thể xác định hợp lực của ngẫu lực theo quy tắc hợp lực song song ngược chiều.

C. Nếu vật không có trục qua cố định, ngẫu lực làm nó quay quanh một trục đi qua trọng tâm và vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực.

D. Momen ngẫu lực không phụ thuộc vị trí trục quay, miễn là trục quay vuông góc với mặt phẳng của ngẫu lực.

Câu 3: Một vật đang quay quanh một trục cố định với tốc độ góc không đổi. Nếu bỗng nhiên tất cả mômen lực tác dụng lên vật mất đi thì

A. Vật quay chậm dần rồi dừng lại.

B. Vật quay nhanh dần đều.

C. Vật lập tức dừng lại.

D. Vật tiếp tục quay đều.

Câu 4: Khi dùng Tua-vít để vặn đinh vít, người ta đã tác dụng vào các đinh vít

A. một ngẫu lực

B. hai ngẫu lực

C. cặp lực cân bằng

D. cặp lực trực đối.

Câu 5: Một vật rắn chịu tác dụng đồng thời hai lực \(\overrightarrow {{F_1}} \) và \(\overrightarrow {{F_2}} \) có cùng độ lớn, giá song song nhưng ngược chiều. Câu nào sau đây là đúng cho tình trạng này?

A. Vật không chuyển động tịnh tiến, nhưng thực hiện chuyển động quay.

B. Vật chuyển động tịnh tiến, nhưng không thực hiện chuyển động quay.

C. Vật không chuyển động tịnh tiến cũng không thực hiện chuyển động quay.

D. Vật vừa chuyển động tịnh tiến, vừa thực hiện chuyển động quay.