Giải bài tập Vật lý 10 bài 22: Ngẫu Lực

Chủ nhật - 30/06/2019 09:51

A/ HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI SGK VẬT LÝ 10 TRANG 118
1. Ngẫu lực là gì? Nêu một vài ví dụ về ngẫu lực.
Trả lời
Hai lực song song, ngược chiều và có độ lớn bằng nhau, nhưng có giá khác nhau và cùng tác dụng vào một vật gọi là ngẫu lực.
Ví dụ:
• Tài xế lái xe hơi tác dụng ngẫu lực lên vô lăng khi xe lượn đường vòng.
• Dùng tay vân nắm đấm cửa để mở cửa ta đã tác dụng một ngẫu lực lên nắm đấm cửa.

2. Nêu tác dụng của ngẫu lực đối với một vật rắn.
Trả lời:
• Trường hợp vật không có trục quay cố định
• Nếu vật chỉ chịu tác dụng của ngẫu lực thì vật sẽ quay quanh một trục đi qua trọng tâm và vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực.
• Ngẫu lực không gây nên một tác dụng nào đối với trục quay đi qua trọng tâm.
* Trường hợp vật có trục quay cố định
* Dưới tác dụng của ngẫu lực vật sẽ quay quanh trục cố định đó.
• Nếu trục cố định không đi qua trọng tâm thì trọng tâm của vật sẽ chuyển động tròn quanh trục quay đó. Khi đó xuất hiện lực hướng tâm => trục quay bị biến dạng.

3. Viết công thức tính mô men ngẫu lực. Mô men của ngẫu lực có đặc điểm gì?
Trả lời:
Công thức: M = F .d
Trong đó: F = F₁ = F₂
d = khoảng cách giữa hai giá của hai lực F₁ và F₂.
Đặc điểm: Không phụ thuộc vào vị trí của trục quay vuông góc với mặt phẳng của ngẫu lực.

4. Hai lực của một ngẫu lực có độ lớn F = 5 N. Cánh tay đòn của ngẫu lực d = 20 cm. Mô men của ngẫu lực là:
A. 100 N.m
B. 2 N.m
C. 0,5 N.m
D. 1 N.m
Hướng dẫn giải
M = F . d = 1 N
Đáp án: D

5. Một ngẫu lực gồm hai lực

₁ và

₂, có F₁ = F₂ = F và có cánh tay đòn d. Mô men 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.
Đáp án: C

6. 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. Hai lực F_A = F_B = 1 N và đạt vào hai điểm A và B cách nhau 4,5 cm như hình 22.1a.
giai bai tap vat ly 10 bai 22 cau b1

a) Tính mô men của ngẫu lực. Hình 22. 1a
b) Thanh quay đi một góc α = 30^o. Hai lực luôn nằm ngang và vẫn đặt tại A và B như hình 22.1b. Tính mô men của ngẫu lực.
Tóm tắt:

B/ BÀI TẬP LUYỆN TẬP
1. Một vật rắn phẳng, mỏng cố dạng một tam giác đều ABC, mỗi cạnh là a = 20 cm. Người ta tác dụng vào vật một ngẫu lực nằm trong mặt phẳng của tam giác. Các lực có độ lớn 8 N và đạt vào hai đỉnh A và B. Tính mô men của ngẫu lực trong các trường hợp sau:
a) Các lực vuông góc với cạnh AB.
b) Các lực vuông góc, với cạnh AC.
c) Các lực song song với cạnh AC.

Tóm tắt
AB = BC = AC = a = 20 cm
F_A = F_B = F = 8 N
M = ?
a)

⊥ AB; b)

⊥ AC; c)

//AC
Giải:

Trường hợp

⊥ AB như hình 22.2 a
M = F.AB = F.a = 8.0,2 = 1,6N.m
giai bai tap vat ly 10 bai 22 cau c1.3

Trường hợp

⊥ AC như hình 22.2 b
d =

a = 10cm
M = F. d = 8 . 0,1 = 0,8 N.m
c)

//AC
d =

= 10.

cm
M = F. d = 8 . 0,1

= 0,8

N.m
Đáp số: a) M = 1,6 N.m; b) M = 0,8 N.m; c) M = 0,8

N.m

2. Một vật rắn phẳng. mong có dang mội hình vuông ABCD, cạnh là a = 25 cm. Người ta tác dụng vào vật một ngẫu lực nằm trong mặt phẳng của hình vuông. Các lực có độ lớn 10 N và đạt vào hai đỉnh A và C. Tính mô men của ngẫu lực trong các trường hợp sau:

a) Các lực vuông góc với cạnh AB.
b) Các lực song song với cạnh AB
c) Các lực vuông góc với AC.
Tóm tắt:
AB = BC = a = 25 cm; F = 10 N; M =?
a)

⊥ AB; b)

// AB; c)

⊥AC
Giải
a) Các lực vuông góc với cạnh AB như hình 22.3a.
Mô men lực khi đó:
M = F .d₁ = F . AB = F . a = 10 . 0,25 = 2,5 N.m
b) Các lực song song với cạnh AB như hình 22.3b.
Mô men lực khi đó:
M₂ = F .d₂ = F . AD = F. a = 10 . 0,25 = 2,5 N.m
c) Các lực vuông góc với AC như hình 22.3c.
Mô men lực khi đó:
M₃ = F .d₃ = F . AC = F. a

= 10 . 0,25

= 2,5

N.m

3. Một vật rắn phẳng, mỏng có dạng một hình tròn tâm O, bán kính R = 50 cm. Người ta tác dụng vào vật một ngẫu lực nằm trong mặt phẳng của hình tròn tại haỉ đầu A, B của một đường kính. Các lực có độ lớn 6 N. Tính mô men của ngẫu lực.

Tóm tắt:
R = 50cm; F = 6N
M =?
Hướng dẫn giải:
Từ hình 22.4 ta có:
d = AB = 2R = 50cm = 0,5m
Mô men của ngẫu lực
M = F.d = 6.0,5 = 3 N.m
Đáp số: M = 3 N.m

4. Một vật rắn phẳng, mỏng có dạng một hình chữ nhật ABCD, cạnh AB = a = 60 cm, cạnh BC = b = 80 cm. Người ta tác dụng vào vật một ngẫu lực nằm trong mặt phẳng của hình chữ nhật. Các lực có độ lớn 20 N và đặt vào hai đỉnh A và C. Tính mô men của ngẫu lực trong các trường hợp sau:
a) Các lực vuông góc với cạnh AB.
b) Các lực song song với cạnh AB.
c) Các lực vuông góc với AC.
Tóm tắt
AB = a = 60 cm; BC = b = 80 cm; F = 20 N; M =?
a)