Công thức tổng hợp lực (hay, chi tiết)

Công thức tổng hợp lực đầy đủ, chi tiết nhất Vật Lí lớp 10 sẽ giúp học sinh nắm vững công thức, từ đó có kế hoạch ôn tập hiệu quả để đạt kết quả cao trong các bài thi Vật Lí 10.

Bài viết Công thức tổng hợp lực đầy đủ, chi tiết nhất gồm 4 phần: Định nghĩa, Công thức, Kiến thức mở rộng và Ví dụ minh họa áp dụng công thức trong bài có lời giải chi tiết giúp học sinh dễ học, dễ nhớ Công thức tổng hợp lực đầy đủ, chi tiết nhất Vật Lí 10.

1. Khái niệm

- Lực là đại lượng vectơ đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác mà kết quả là gây ra gia tốc cho vật hoặc làm cho vật biến dạng.

- Tổng hợp lực là thay thế các lực tác dụng đồng thời vào cùng một vật bằng một lực có tác dụng giống hệt như các lực đó. Lực thay thế gọi là hợp lực.

- Tổng hợp lực tuân theo quy tắc hình bình hành: Nếu hai lực đồng quy làm thành hai cạnh của một hình bình hành, thì đường chéo kẻ từ điểm đồng quy biểu diễn hợp lực của chúng.

2. Công thức

Tổng hợp lực của 2 lực thành phần đồng quy:  

- Giả sử  hợp với nhau một góc α, tổng hợp lực theo quy tắc hình bình hành ta được:

- Độ lớn lực tổng hợp: ; |F₁ – F₂| ≤ F ≤ F₁ + F₂

+ Nếu ; α = 0⁰ => F = F₁ + F₂ 

+ Nếu

+ Nếu

- Nếu F₁ = F₂ = A : F = 2A.cos 

- Nếu F₁ = F₂ = A và : α = 120⁰ : F = F₁ = F₂ = A

                                   

3. Kiến thức mở rộng

- Nếu có nhiều lực tác dụng vào chất điểm  thì:

+ Ưu tiên tổng hợp các lực cùng chiều hoặc ngược chiều hoặc vuông góc trước. Sau đó, tiếp tục tổng hợp hợp lực của các lực trên với các lực còn lại theo quy tắc hình bình hành.

+ Áp dụng công thức tính độ lớn của hợp lực ở phần 2 nhỏ.

- Ngoài ra có thể tính độ lớn của lực, hợp lưc thông qua các định lý của tam giác thường trong toán học:

+ Sử dụng định lý hàm cosin trong tam giác:

F₁² = F₃² + F₂² - 2F₃F₂cosα₁

F₂² = F₁² + F₃² - 2F₁F₃cosα₂ 

F₃² = F₁² + F₂² - 2F₁F₂cosα₃  

+ Sử dụng định lý hàm sin trong tam giác:

 

4. Ví dụ minh họa

Câu 1: Hai lực có giá đồng quy có độ lớn F₁ = F₂ = 10N có . Hợp lực của hai lực này có độ lớn là bao nhiêu?

Lời giải

Ta có, hợp lực của hai lực thành phần  

Thay số vào, ta được:

 

Câu 2: Vật rắn nằm cân bằng như hình vẽ, góc hợp bởi lực căng của dây là 150⁰. Trọng lượng của vật là bao nhiêu? Biết độ lớn lực căng của hai dây là 200N

Lời giải:

Theo đầu bài, ta có:

T₁ = T₂ = T = 200N; α = 150⁰

Gọi hợp lực của hai lực căng dây là  

Ta có, vật rắn nằm cân bằng:  

                               

5. Bài tập tự luyện

Bài 1: Tính hợp lực của ba lực đồng qui trong một mặt phẳng. Biết góc hợp giữa 1 lực với hai lực còn lại đều là các góc 60° và độ lớn của ba lực đều bằng 20 N.

Bài 2: Cho hai lực đồng quy có độ lớn 4 N và 5 N hợp với nhau một góc alpha. Tính góc alpha? Biết rằng hợp lực của hai lực trên có độ lớn bằng 7,8 N.

Bài 3: Cho ba lực đồng quy cùng nằm trên một mặt phẳng, có độ lớn F₁ = F₂ = F₃ = 20 N và từng đôi một hợp với nhau thành góc 120°. Hợp lực của chúng của độ lớn là bao nhiêu?

Bài 4: Một vật nằm trên mặt góc nghiêng 30° so với phương nganh chịu trọng lực tác dụng có độ lớn là 50 N. Xác định độ lớn các thành phần của trọng lực theo các phương vuông góc song song với mặt nghiêng.

Bài 5: Cho lực F có độ lớn 100 N và có hướng tạo với trục Ox một góc 36,87° và tạo với Oy một góc 53,13°. Xác định độ lớn các thành phần của lực F trên các trục Ox và Oy.

Bài 6: Hai lực F₁ = 9N; F₂ = 4N cùng tác dụng vào một vật. Hợp lực của 2 lực là bao nhiêu?

Bài 7: Cho hai lực đồng qui có cùng độ lớn 600 N. Hỏi góc giữa 2 lực bằng bao nhiêu thì hợp lực cũng có độ lớn bằng 600 N.

Bài 8: Cho hai lực đồng qui có độ lớn F₁ = F₂ = 30N. Góc tạo bởi hai lực là 120°. Độ lớn của hợp lực là bao nhiêu?

Bài 9: Hợp lực F của hai lực F₁ và lực F₂ có độ lớn $8\sqrt{2}$N; lực F tạo với hướng của lực F₁ góc 45° và F₁ = 8N. Xác định hướng và độ lớn của lực F₂?

Bài 10: Phân tích lực $\overrightarrow{F}$ thành hai lực $\overrightarrow{F_1}$ và $\overrightarrow{F_2}$, hai lực này vuông góc nhau. Biết F = 100 N; F₁ = 60N thì độ lớn của lực F₂ là bao nhiêu?

Xem thêm các Công thức Vật Lí lớp 10 quan trọng hay khác:

• Công thức định luật III Newton

• Công thức định luật Húc

• Công thức tính lực ma sát

• Công thức tính lực đàn hồi

• Công thức tính lực hướng tâm

---