Bài 22 : Ngẫu lực
C1. ( trang 117 sgk Vật Lý 10): Chứng minh rằng momen của ngẫu lực không phụ thuộc vào vị trí của trục quay vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực.
Trả lời:
Gọi O’ là vị trí bất kỳ của trục quay vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực, ta luôn có:
Momen của ngẫu lực: M’ = F1d’1 + F2d’2 = F(d’1 + d’2) = F. d (1)
d là khoảng cách giữa hai giá của hai lực, không phụ thuộc vị trí O của trục quay.
Xét trục quay đi qua O, momen của ngẫu lực lúc này là:
M = F1d1 + F2d2 = F(d1 + d2) = F.d (2)
Từ (1) và (2) → M = M’ → momen của ngẫu lực không phụ thuộc vào vị trí của trục quay vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực (đpcm).
Bài 3 (trang 118 SGK Vật Lý 10) : Viết công thức tính momen của ngẫu lực. Momen của ngẫu lực có đặc điểm gì?
Lời giải:
Công thức tính momen của ngẫu lực:
M = F.d.
Momen của ngẫu lực phụ thuộc vào độ lớn của ngẫu lực, vào khoảng cách d giữa hai giá của hai lực, không phụ thuộc vào vị trí trục quay O.
Bài 4 (trang 118 SGK Vật Lý 10) : Hai lực của một ngẫu lực có độ lớn F = 5,0 N. Cánh tay đòn của ngẫu lực d = 20 cm. Momen của ngẫu lực là:
A. 100 N.m
B. 2,0 N.m
C. 0,5 N.m
D. 1,0 N.m
Lời giải:
Chọn D.
Áp dụng công thức momen của ngẫu lực:
M = F.d = 5.0,2 = 1 (N.m).
Bài 5 (trang 118 SGK Vật Lý 10) : Một ngẫu lực gồm hai vecto lực F1 và F2 có F1 = F2 = F và có cánh tay đòn d. Momen của ngẫu lực này là
A. (F1 – F2).d.
B. 2Fd.
C. Fd.
D.Chưa biết được vì còn phụ thuộc vào vị trí của trục quay.
Lời giải:
Chọn C.
Momen cuả ngẫu lực: M = F.d
Bài 6 (trang 118 SGK Vật Lý 10) : Một chiếc thước mảnh có trục quay nằm ngang đi qua trọng tâm O của thước. Dùng hai ngón tay tác dụng vào thước một ngẫu lực đặt vào hai điểm A và B cách nhau 4,5 cm và có độ lớn FA = FB = 1 N (Hình 22.6a)
a) Tính momen của ngẫu lực.
b) Thanh quay đi một góc α = 30o . Hai lực luôn luôn nằm ngang và vẫn đặt tại A và B (Hình 22.6b). Tính momen của ngẫu lực.
Lời giải:
a) Momen của ngẫu lực: M = F.d = F.AB = 1.0,045 = 0,045 (N.m).
b)
Momen của ngẫu lực: M’ = F.BI với BI = AB.cosα = 4,5.10-2.cos30o = 0,039(m)
→ M’ = 1. 0,039 = 0,039 (N.m).