Bài 18: Cân bằng của vật có trục quay cố định, Mômen lực
Lý thuyết
Mục lục
* * * * *
Bài 18.1, 18.2, 18.3 trang 43 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10
18.1. Một thanh cứng AB, dài 7 m, có khối lượng không đáng kể, có trục quay O, hai đầu chịu 2 lực F1 và F2 (H.18.1) Cho F1 = 50 N ; F2 = 200 N và OA = 2 m. Đặt vào thanh một lực F3 hướng lên và có độ lớn 300 N để cho thanh nằm ngang. Hỏi khoảng cách OC ?
A. 1 m. B. 2 m. C. 3 m. D. 4 m.
18.2. Một thanh đồng chất AB, có trọng lượng P1 = 10 N, đầu A được gắn với tường bằng một bản lề, còn đầu B được giữ yên nhờ một sợi dây nằm ngang buộc vào tường tại C. Một vật có trọng lượng P2 = 15 N, được treo vào đầu B của thanh (H. 18.2). Cho biết AC = 1 m ; BC = 0,6 m. Lực căng T2 và T1 của hai đoạn dây lần lượt là
A. 15 N ; 15 N. B. 15 N ; 12 N.
C. 12N; 12 N. D. 12 N ; 15 N.
18.3. Một thanh dài l = 1 m, khối lượng m = 1,5 kg. Một đầu thanh được gắn vào trần nhà nhờ một bản lề, đầu kia được giữ bằng một dây treo thẳng đứng (H.18.3). Trọng tâm của thanh cách bản lề một đoạn d = 0,4 m. Lấy g = 10 m/s2. Lực căng của dây là:
A. 6 N. B. 5 N.
C.4N. D. 3 N.
Hướng dẫn giải
18.1: Chọn đáp án C
18.2: Chọn đáp án B
18.3: Chọn đáp án A
Bài 18.4 trang 44 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10
Một bàn đạp có trọng lượng không đáng kể, có chiều dài OA = 20 cm, quay dễ dàng quanh trục O nằm ngang (H.18.4). Một lò xo gắn vào điểm giữa C. Người ta tác dụng lên bàn đạp tại điểm A một lực F vuông góc với bàn đạp và có độ lớn 20 N. Bàn đạp ở trạng thái cân bằng khi lò xo có phương vuông góc với OA và bị ngắn đi một đoạn 8 cm so với khi không bị nén. Lực của lò xo tác dụng lên bàn đạp và độ cứng của lò xo là
A. 40 N ; 50 N/m. B. 10 N ; 125 N/m.
C. 40 N ; 5 N/m. D. 40 N ;500 N/m.
Hướng dẫn giải
Chọn đáp án D
Bài 18.5 trang 44 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10
Một người nâng một tấm gỗ đồng chất, tiết diện đều, có trọng lượng P = 200 N. Người ấy tác dụng một lực F vào đầu trên của tấm gỗ để giữ cho nó hợp với mặt đất một góc a = 30°. Tính độ lớn của lực trong hai trường hợp:
|
a) Lực F vuông góc với tấm gỗ (H.18.5a). b) Lực F hướng thẳng đứng lên trên (H.18.5b). |
 |
Hướng dẫn giải
Áp dụng điều kiện cân bằng của thanh đối với trục quay tại điểm tiếp xúc với sàn ta có MF = MP
a. \(Fl = P{l \over 2}\cos {30^0} = > F = {{P\sqrt 3 } \over 4} = {{200\sqrt 3 } \over 4} = 86,6(N)\)
b. \(Fl\cos {30^0} = P{l \over 2}\cos {30^0} = > F = {P \over 2} = 100(N)\)
Bài 18.6 trang 44 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10
Một thanh sắt dài, đồng chất, tiết diện đều, được đặt trên bàn sao cho ¼ chiều dài của nó nhô ra khỏi bàn (H.18.6). Tại đầu nhô ra, người ta đặt một lực F hướng thẳng đứng xuống dưới. Khi lực đạt tới giá trị 40 N thì đầu kia của thanh sắt bắt đầu bênh lên. Hỏi trọng lượng của thanh sắt bằng bao nhiêu ?
Hướng dẫn giải
Coi mép bàn là trục quay O, ta có MF = MP
\(P{l \over 4} = F{l \over 4} = > F = P = 40(N)\)
Bài 18.7 trang 45 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10
Một thanh dài AO, đồng chất, có khối lượng 1,0 kg. Một đầu O của thanh liên kết với tường bằng một bản lề, còn đầu A được treo vào tường bằng một sợi dây AB. Thanh được giữ nằm ngang và dây làm với thanh một góc α = 30° (H.18.7). Lấy g = 10 m/s2. Tính lực căng của dây.
Hướng dẫn giải
Xem hình 18.2G.
Thanh có trục quay cố định O, chịu tác dụng của ba lực \(\overrightarrow P ,\overrightarrow T \) và \(\overrightarrow Q\) . Áp dụng quy tắc momen lực, ta được
MT = MP
T.OH = P.OG
T.0,5.OA = P.0,5OA
=> T = P = mg = 1,0.10 = 10 N.
Bài 18.8 trang 44 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10
Một dây phơi căng ngang tác dụng một lực T1 = 200 N lên cột.
a) Tính lực căng T2 của dây chống. Biết góc α = 30° (H.18.8).
b) Tính áp lực của cột vào mặt đất. Bỏ qua trọng lực của cột.
Hướng dẫn giải
a. Xét momen lực đối với trục quay O:
MT1 = MT2
T2lsin α = T1l
\({T_2} = {{{T_1}} \over {\sin \alpha }} = {{200} \over {0,5}} = 400(N)\)
b. Hợp lực \(\overrightarrow F \) của hai lực \(\overrightarrow T_1 \) và \(\overrightarrow T_2 \)phải hướng dọc theo thanh vào O
\(F = {T_2}\cos \alpha = {{400\sqrt 3 } \over 2} = 346(N)\)
Có thể bạn quan tâm
Có thể bạn quan tâm
