Lý thuyết Bài tập mômen lực

Bài toán 1: Bài tập về moment lực

- Bước 1: Xác định trục quay, lực tác dụng.

- Bước 2: Xác định cánh tay đòn: Từ điểm trên trục quay dựng đường thẳng vuông góc đến giá của lực.

- Bước 3: Áp dụng công thức xác định độ lớn moment lực và ngẫu lực để thực hiện các yêu cầu của bài tập:

+ Moment của lực: M = F.d

+ Moment của ngẫu lực: \(M = {F_1}.{d_1} + {F_2}.{d_2} = F.({d_1} + {d_2}) = F.d\)

Bài toán 2: Cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của các lực không song song

Bước 1: Xác định các lực tác dụng lên vật rắn

Bước 2:

+ Xác định trục quay của vật rắn.

+ Xác định cánh tay đòn của các lực.

Bước 3:

Áp dụng quy tắc momen lực: \(\Sigma \)M_{cùng chiều kim đồng hồ} = \(\Sigma \)M_{ngược chiều kim đồng hồ}

Ví dụ 1: Một bu lông nối khung chính và khung sau của xe đạp leo núi cần moment lực 15 N.m để siết chặt. Nếu bạn có khả năng tác dụng lực 40 N lên cờ lê theo một hướng bất kì thì chiều dài tối thiểu của cờ lê để tạo ra moment lực cần thiết là bao nhiêu?

A. 0,38 m.

B. 0,33 m.

C. 0,21 m.

D. 0,6 m.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Ta có: \[M = F.d \Rightarrow d = 0,375m\]

Ví dụ 2: Một cái thước AB = 1,2 m đặt trên mặt bàn nhẵn nằm ngang, có trục quay O cách đầu A một khoảng 80 cm (Hình 21.8). Một lực F₁ = 5 N tác dụng lên đầu A theo phương vuông góc với thước và lực thứ hai tác dụng lên đầu B của thước theo phương vuông góc với thước (không vẽ trên hình). Các lực đều nằm trên mặt phẳng nằm ngang. Nếu thước không chuyển động thì lực tác dụng vào đầu B của thước có hướng và độ lớn như thế nào?

A. lực tác dụng lên đầu B có phương vuông góc với \[\overrightarrow {{F_1}} \].

B. lực tác dụng lên đầu B cùng phương, ngược chiều với \[\overrightarrow {{F_1}} \].

C. lực tác dụng lên đầu B khác phương, cùng chiều với \[\overrightarrow {{F_1}} \].

D. lực tác dụng lên đầu B cùng phương, cùng chiều với \[\overrightarrow {{F_1}} \].

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Để thức không chuyển động tức là thước đang ở trạng thái cân bằng.

\[{M_{{F_1}}} = {M_F} \Leftrightarrow {F_1}.OA = F.OB \Leftrightarrow F = \frac{{{F_1}.OA}}{{OB}} = \frac{{5.0,8}}{{1,2 - 0,8}} = 10\,N\]

Lực \[\overrightarrow {{F_1}} \] có tác dụng làm thanh quay theo chiều kim đồng hồ, để thanh cân bằng thì lực F tác dụng lên đầu B phải có tác dụng làm thanh quay ngược chiều kim đồng hồ. Vậy lực tác dụng lên đầu B cùng phương, cùng chiều với \[\overrightarrow {{F_1}} \].