Điều kiện cân bằng của vật rắn (hay, chi tiết)

Bài viết Điều kiện cân bằng của vật rắn hay, chi tiết Vật Lí lớp 10 hay nhất gồm 4 phần: Định nghĩa, Công thức, Kiến thức mở rộng và Bài tập minh họa áp dụng công thức trong bài có lời giải chi tiết giúp học sinh dễ học, dễ nhớ Điều kiện cân bằng của vật rắn hay, chi tiết.

1. Khái niệm

- Điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của hai lực là: muốn cho một vận rắn chịu tác dụng của hai lực ở trạng thái cân bằng thì hai lực phải cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều.

- Điều kiện cân bằng của một vật rắn chịu tác dụng của ba lực không song song là ba lực đó phải có giá đồng phẳng và đồng quy, hợp lực của hai lực phải cân bằng với lực thứ ba.

- Điều kiện cân bằng của một vật rắn chịu tác dụng của ba lực song song là hợp lực của hai lực bất kỳ phải cân bằng với lực còn lại.

- Điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế là giá của trọng lực phải xuyên qua mặt chân đế (hay trọng tâm “rơi” trên mặt chân đế).

- Điều kiện cân bằng của một vật rắn có trục quay cố định là: Muốn cho một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng, thì tổng các momen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng các momen có xu hướng làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ.

2. Công thức

- Điều kiện cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của hai lực:

- Điều kiện cân bằng của một vật rắn chịu tác dụng của ba lực không song song:

- Điều kiện cân bằng của một vật rắn chịu tác dụng của ba lực song song:

- Điều kiện cân bằng của một vật rắn có trục quay cố định là:

∑M_{cùng chiều kim đồng hồ} = ∑M_{ngược chiều kim đồng hồ}

Ví dụ: 

∑M_{cùng chiều kim đồng hồ} = F₁.d₁

∑M_{ngược chiều kim đồng hồ} = F₂.d₂

Áp dụng điều kiện cân bằng của một vật rắn có trục quay cố định, ta có:

F₁.d₁ = F₂.d₂

3. Kiến thức mở rộng

- Quy tắc hợp ba lực song song:

Giá của lực  chia khoảng cách giữa giá củatheo tỉ lệ nghịch với độ lớn:

- Quy tắc hợphai lực song song:

   + Hai lực song song cùng chiều:

   + Hai lực song song ngược chiều:

- Moment lực:

M = F.d

   Trong đó F: độ lớn của lực tác dụng (N)

d: cánh tay đòn (m), là khoảng cách từ trục quay đến giá của lực. 

M: momen lực (N.m)

4. Ví dụ minh họa

Bài 1: Một thanh gỗ nặng 12kg dài 1,5m, một đầu được gắn cố định đi qua điểm A, thanh gỗ có thể quay xung quanh trục đi qua A, đầu còn lại được buộc vào một sợi dây sao cho phương của sợi dây thẳng đứng và giữ cho tấm gỗ nằm nghiêng hợp với phương ngang một góc α. Biết trọng tâm của thanh gỗ cách đầu A khoảng 50cm. Tính lực căng của sợi dây? Lấy g = 10m/s²

Lời giải

Áp dụng quy tắc momen, ta có: M_T + M_P

Bài 2:Cho một vật có khối lượng 6 kg được treo như hình vẽ, có bán kính 10 cm. Với dây treo có chiều dài 20 cm. Xác định lực căng của dây và lực tác dụng của vật lên tường. Lấy g = 10m/s²

Lời giải

P = mg = 6.10 = 60N; 

• Biểu diễn các lực như hình vẽ:

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

• Công thức tính gia tốc tịnh tiến hay, chi tiết

• Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song hay, chi tiết

• Công thức tính độ biến thiên động lượng hay, chi tiết

• Công thức tính va chạm mềm hay, chi tiết

• Công thức tính vận tốc tên lửa hay, chi tiết