Vật lý 10 Bài 22: Ngẫu lực

1.1.1. 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.

1.1.2. 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

1.2.1. 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 phẵng 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. Trục quay đi qua trọng tâm không chịu lực tác dụng.

1.2.2. 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 phải làm cho trục quay đi qua trọng tâm của nó.

1.2.3. 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

Bài 1:

Hai lực của một ngẫu lực có độ lớn F = 5,0N. Cánh tay đòn của ngẫu lực d = 20cm. Xác định  Momen của ngẫu lực.

Hướng dẫn giải

1. Áp dụng công thức tính momen của một ngẫu lực:

            M = Fd = 5.20.100 = 1 (N.m)

Bài 2:

Thanh rắn mỏng phẳng đồng chất trục quay đi qua trọng tâm của thanh. Tác dụng vào hai điểm A,B của thanh rắn cách nhau 4,5cm ngẫu lực có độ lớn 5N. Tính Momen của ngẫu lực trong các trường hợp sau
a. Thanh rắn đang ở vị trí thẳng đứng
b. Thanh rắn đang ở vị trí hợp với phương thẳng đứng góc 30^o.

Hướng dẫn giải

• Phân tích bài toán

• Áp dụng công thức tính Momen ngẫu lực

a. \(M = F.{d_1} = 5.4,{5.10^{ - 3}} = 0,225{\rm{ }}N.m\)
b. \(M = F.{d_2} = 5.4,{5.10^{ - 3}}.cos{30^0} = 0,195{\rm{ }}N.m\)

Qua bài giảng Ngẫu lực này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :

• Phát biểu được định nghĩa ngẫu lực.

• Viết được công thức tính momen của ngẫu lực.

• Vận dụng được khái niệm ngẫu lực để giải thích một số hiện tượng vật lí thường gặp trong đời sống và kĩ thuật.

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 10 Bài 22 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

• Câu 1:

  Một vật rắn phẳng, mỏng có dạng là một tam giác đều ABC, mỗi cạnh là a=20 cm. Người ta tác dụng vào vật một ngẫu lực nằm trong mặt phẳng của tam giác. Các lực có độ lớn là 8 N và đặt vào hai đỉnh A và B. Tính mômen của ngẫu lực của các lực vuông góc với cạnh AB.

  • A. 2,0 N.m
  • B. 2,4 N.m
  • C. 1,6 N.m
  • D. 1,2 N.m

• Câu 2:

  Hai lực của một ngẫu lực có độ lớn F = 5,0N. Cánh tay đòn của ngẫu lực d = 20cm. Momen của ngẫu lực là:

  • A.  100 N.m
  • B. 2,0 N.m
  • C.  0,5 N.m
  • D.  1,0 N.m

• Câu 3:

  Một ngẫu lực gồm có hai lực  và  có \(F_1 = F_2 = F\) và có cánh tay đòn d. Momen ngẫu lực này là:

  • A. \((F_1 - F_2)d\).
  • B. \(2Fd\)
  • C. \(Fd\)
  • D. Không xác định được

• Câu 4:

  Thanh rắn mỏng phẳng đồng chất trục quay đi qua trọng tâm của thanh. Tác dụng vào hai điểm A,B của thanh rắn cách nhau 4,5cm ngẫu lực có độ lớn 5N. Tính Momen của ngẫu lực khi thanh rắn đang ở vị trí hợp với phương thẳng đứng góc 30^o.

  • A. \(0,185{\rm{ }}N.m\)
  • B. \(0,545{\rm{ }}N.m\)
  • C. \(0,143{\rm{ }}N.m\)
  • D. \(0,195{\rm{ }}N.m\)

Câu 5- Câu 11: Xem thêm phần trắc nghiệm để làm thử Online 

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 10 Bài 22 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Bài tập 1 trang 118 SGK Vật lý 10

Bài tập 2 trang 118 SGK Vật lý 10

Bài tập 3 trang 118 SGK Vật lý 10

Bài tập 4 trang 118 SGK Vật lý 10

Bài tập 5 trang 118 SGK Vật lý 10

Bài tập 6 trang 118 SGK Vật lý 10

Bài tập 22.1 trang 49 SBT Vật lý 10

Bài tập 22.2 trang 50 SBT Vật lý 10

Bài tập 22.3 trang 50 SBT Vật lý 10

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!