Lời giải bài tập Vật Lí lớp 10 Bài 6: Mômen lực. Điều kiện cân bằng của vật sách Cánh diều hay, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời câu hỏi Vật Lí 10 Bài 6 từ đó học tốt môn Lí 10.
Giải bài tập Vật Lí lớp 10 Bài 6: Mômen lực. Điều kiện cân bằng của vật
Video bài giảng Mômen lực. Điều kiện cân bằng của vật - Cánh diều
Giải vật lí 10 trang 71 Cánh diều
Lời giải:
Tổng hợp hai lực song song cùng chiều được xác định:
+ Độ lớn lực tổng hợp: (do 2 lực cùng độ lớn) đồng thời hợp lực có giá song song với giá của hai lực thành phần.
+ Điểm đặt của lực tổng hợp chia đoạn AC thành những đoạn theo tỉ lệ:
mà
+ Khi đó lực tổng hợp đi qua điểm B nằm trên trục quay nên không có tác dụng làm dụng cụ chuyển động.
I. Tổng hợp lực song song
Lời giải:
- Dụng cụ:
+ Bảng thép (1)
+ Hai lò xo xoắn chịu được lực kéo tối đa là 5 N, dài khoảng 60 mm (2)
+ Thanh treo nhẹ, cứng, dài 400 mm. Trên thanh có gắn thước và ba con trượt có gắn móc treo (3).
+ Các quả nặng có khối lượng bằng nhau 50 g (4)
+ Hai đế nam châm để gắn lò xo (5)
+ Giá đỡ có trục 10 mm, cắm lên đế ba chân (6)
+ Bút dùng để đánh dấu.
- Tiến hành thí nghiệm
+ Gắn hai đế nam châm lên bảng thép, sau đó treo thanh kim loại lên hai đế nam châm bằng lò xo.
+ Treo các quả nặng vào hai con trượt có gắn móc treo lên thanh kim loại.
+ Dùng bút dạ đánh dấu vị trí thanh và vị trí A, B lên bảng thép. Ghi lại giá trị trọng lượng F1 và F2 và độ dài AB vào bảng 1.
+ Tháo các quả nặng và móc tất cả quả nặng đã dùng vào một móc treo trên thanh kim loại.
+ Điều chỉnh con trượt sao cho vị trí của thanh kim loại trùng với vị trí ban đầu đã được đánh dấu.
+ Ghi các giá trị F tương ứng với trọng lượng các quả nặng vào bảng 1
Lần |
F1 (N) |
F2 (N) |
AB |
F |
OAtn |
OAlt |
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
Bảng 1
+ Đo và ghi giá trị độ dài OAtn từ điểm O treo các quả nặng tới A vào bảng 1
+ Lặp lại thí nghiệm nhiều lần để ghi các giá trị
+ Tính giá trị OAlt theo lí thuyết bằng công thức
điền vào bảng 1
- Kết quả:
Lần |
F1 (N) |
F2 (N) |
AB (mm) |
F (N) |
OAtn |
OAlt |
1 |
1 |
1,5 |
30 |
2,5 |
17,8 |
18 |
2 |
1,5 |
3 |
30 |
4,5 |
21,1 |
20 |
3 |
2 |
2 |
30 |
4 |
14,9 |
15 |
+ Từ các số liệu chứng minh được hay công thức tổng quát với O, O1, O2 lần lượt là điểm đặt của các lực F, F1, F2.
Giải vật lí 10 trang 72 Cánh diều
Lời giải:
Số quả cân cần phải treo tại O là 5 quả. Mỗi quả cân có khối lượng bằng nhau và bằng m.
Vì ở vị trí O1 được treo 3 quả cân ứng với lực F1 = P1 = 3mg
Ở vị trí O2 được treo 2 quả cân ứng với lực F2 = P2 = 2mg
Theo công thức tổng hợp hai lực song song, cùng chiều, lực tổng hợp có độ lớn:
F = F1 + F2 = 5mg ứng với 5 quả cân.
Để công thức (1) được nghiệm đúng.
Hình 6.3 mô tả một phương án thí nghiệm minh họa quy tắc tổng hợp hai lực song song.
Một thước cứng, mảnh, đồng chất được treo bởi hai sợi dây đàn hồi. Hai lực thành phần F1, F2 có độ lớn bằng trọng lượng các quả cân treo vào O1, O2 làm cho dây treo thanh giãn ra và thanh nằm cân bằng tại vị trí đánh dấu bởi đường CD.
Thay hai lực F1, F2 bằng lực F do một chùm quả cân treo tại O sao cho thước vẫn nằm cân bằng tại vị trí đã đánh dấu thì lực F là hợp lực của hai lực F1 và F2.
Tiến hành thí nghiệm để xác định hợp lực F của hai lực thành phần. Kết quả thực hiện được ghi theo mẫu sau:
Bảng 6.1. Mẫu bảng ghi số liệu tổng hợp hai lực song song
Lần đo |
OO1 |
OO2 |
F1 |
F2 |
F |
1 |
? |
? |
? |
? |
? |
2 |
? |
? |
? |
? |
? |
3 |
? |
? |
? |
? |
? |
Lời giải:
Tham khảo bảng kết quả:
Lần đo |
OO1 |
OO2 |
F1 |
F2 |
F |
1 |
24 |
16 |
6 |
9 |
15 |
2 |
22 |
18 |
4 |
5 |
9 |
3 |
20 |
20 |
8 |
8 |
16 |
Lời giải:
Chia miếng bìa phẳng thành 2 phần như hình dưới. Dễ dàng xác định được trọng tâm G1 và G2 cho mỗi phần (chính là đường chéo của hình chữ nhật).
Phần lớn chịu tác dụng của trọng lực , phần nhỏ chịu tác dụng của trọng lực như hình vẽ, hợp lực của hai lực và là trọng lực của vật phẳng, điểm đặt tại trọng tâm G như hình vẽ được xác định bằng quy tắc tổng hợp hai lực song song, cùng chiều.
Kiểm tra lại bằng phương án xác định trọng tâm của vật phẳng.
Xem thêm các bài giải SGK Vật lí lớp 10 Cánh diều hay, chi tiết khác:
Bài 5: Tổng hợp và phân tích lực
Bài 2: Bảo toàn và chuyển hóa năng lượng