PHY-06Lớp 10 · Bài 21–22 · SGK Kết nối tri thức

Moment lực và cân bằng vật rắn

Đặt lực lên đòn bẩy ở nhiều vị trí và hướng, đo cánh tay đòn vuông góc với giá lực để tính M = F·d và tìm điều kiện cân bằng quay.

Đang tải mô hình 3D…

Mục tiêu bài học

Moment đối với trục quay phụ thuộc lực và cánh tay đòn.
Vật cân bằng quay khi tổng moment bằng 0.

Thuyết minh: Hãy quan sát mô hình và xác định đại lượng đang thay đổi. Moment đối với trục quay phụ thuộc lực và cánh tay đòn; vật cân bằng quay khi tổng moment bằng 0. Khi thay thông số, đối chiếu chuyển động và đồ thị; chỉ kết luận trong các giả thiết đã công bố.

Ba cảnh của mô phỏng

Cảnh S01
Mô hình đòn bẩy với điểm tựa và hai lực
Cảnh S02
Hiển thị cánh tay đòn vuông góc với giá lực
Cảnh S03
Đặt tải ở hai vị trí, tính moment và quan sát quay/cân bằng

Điều khiển trong mô phỏng

Kéo vị trí đặt lực
Xoay hướng lực
Chọn độ lớn

Chốt kiểm tra kiến thức

Hai lực có moment bằng nhau trái chiều thì cân bằng quay.

Dùng mô phỏng và bảng đo ở trên để tự kiểm chứng nhận định này.

Lưu ý để không hiểu sai

Không dùng khoảng cách xiên thay cho cánh tay đòn vuông góc.

Câu hỏi tự kiểm tra

Chọn đáp án để xem giải thích ngay. Không cần đăng nhập.

Câu 1Lực 10 N đặt tại đầu thanh, cách trục quay 0,5 m, nhưng giá lực hợp với thanh góc 30°. Cánh tay đòn của lực là

Câu 2Đòn bẩy nằm ngang: vật nặng 30 N treo cách điểm tựa 0,2 m. Ở phía bên kia, cách điểm tựa 0,6 m, cần lực thẳng đứng hướng xuống bao nhiêu để đòn cân bằng?

Kí hiệu và đại lượng

Trục quay OAxis of rotation: Đường thẳng cố định mà vật rắn quay quanh; trong mô hình đòn bẩy đó là điểm tựa.
Lực FForce: Lực tác dụng lên vật rắn, đơn vị N; tác dụng làm quay phụ thuộc cả độ lớn lẫn vị trí, hướng của lực so với trục quay.
Giá của lựcLine of action: Đường thẳng chứa vectơ lực. Lực có giá đi qua trục quay không có tác dụng làm quay.
Cánh tay đòn dLever arm: Khoảng cách vuông góc từ trục quay đến giá của lực, đơn vị m; không phải khoảng cách xiên từ trục tới điểm đặt lực.
Moment lực MMoment of force (torque): Đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực: M = F·d, đơn vị N·m.
Quy tắc momentPrinciple of moments: Vật có trục quay cố định cân bằng khi tổng moment làm vật quay theo chiều kim đồng hồ bằng tổng moment làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ.
Ngẫu lựcCouple: Hệ hai lực song song, ngược chiều, cùng độ lớn, đặt lên cùng một vật; chỉ làm vật quay. Moment ngẫu lực M = F·d, với d là khoảng cách giữa hai giá lực.

Đòn bẩy coi là thanh cứng không khối lượng, bỏ qua ma sát ở trục; vạch chia trên thanh ghi khoảng cách thật. Nội dung là bản nháp do NAVI biên soạn theo kiến thức phổ thông, chờ giáo viên bộ môn đối chiếu với ấn bản SGK đang giảng dạy.