SGK Vật Lí 10 - Bài 19. Quy tắc hợp lực song song cùng chiều
Quy tắc hợp lực song song CÙNG CHIỀU Muốn tìm họp lực của hai lực đồng quy, ta áp dụng quy tắc hình bình hành. Muốn tìm họp lực của hai lực song song, ta áp dụng quy tắc nào ? I - THÍ NGHIỆM Dùng một thước dài, cứng và nhẹ, có trọng tâm tại o và dùng một lực kế móc vào một lỗ nhỏ tại o để treo thước lên (Hình 19.1). Điều chỉnh cho thước nằm ngang nhờ một miếng chất dẻo gắn ở một đầu của thước. Sau đó treo hai chùm quả cân có trọng lượng Pj và khác nhau vào hai phía của thước, rồi thay đổi khoảng cách dỵ và d2 từ hai điểm treo ƠJ, ơ2 đến o để cho thước nằm ngang. HI HI a) Lực kế chỉ giá trị F bằng bao nhiêu ? b) Chứng minh rằng, có thể tìm được tí so -ZT = . (cho bởi thí p. d. r2 aỉ nghiệm) bằng cách vận dụng quy tắc momen lực đối với trục quay 0. 2. Bây giờ nếu ta tháo hai chùm quả cân đem treo chung vào trọng tâm o của thước thì thấy thước vẫn n'ằm ngang và lực kế vẫn chỉ giá trị F = PỴ + như trước (Hình l9.2). Vậy trọng lực P = Pỵ + P2 đặt tại điểm o củà thước là hợp lực của hai lực F] và P2 đặt tại hai điểm 01 và 02. 03 03 Coi thước là một đoạn thẳng nằm ngang. Hãy biểu diễn các vectơ lực Pj,P2 và hợp lực P của chúng. II - QUY TẮC TỔNG HỢP HAI Lực SONG SONG CÙNG CHIÉU Quy tắc Hợp lực của hai lực song song cùng chiều là một lực song song, cùng chiều và cố độ lớn bằng tổng các độ lớn của hai lực ấy. Giá của hợp lực chia khoảng cách giữa hai giá của hai lực song song thành những đoạn tỉ lệ nghịch với độ lớn của hai lực ấy (Hình 19.3). F = ỉ\ + ^2 Ặ = ậ- (chia trong) (19.1) “1 Dễ dàng thấy rằng, quy tắc trên vẫn đúng cho cả trường hợp thanh AB không vuông góc với hai lực thành phần Fj và F2 (Hình 19.3). Chú Ý Quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều giúp ta hiểu thêm về trọng tâm của vật. Thật vậy, bất kì vật nào cũng có thể chia thành một số lớn các phần nhỏ, mỗi phần có trọng lực rất nhỏ. Hợp lực của các trọng lực rất nhỏ ấy là trọng lực của vật. Điểm đặt của hợp lực là trọng tâm của vật (Hình 19.4). Đối với những vật đồng chất và có dạng hình học đối xứng thì trọng tâm nằm ở tâm đối xứng của vật. Ẹ Có nhiều khi ta phải phân tích một lực F thành hai lực thành phần F\ và F2 song song và cùng chiều với lực F. Vì đây là phép làm ngược lại với tổng hợp lực nên ta có : F,+F2 = F p Hình 19.4 . : a) Tại sao trọng tâm của chiếc nhẫn lại nằm ngoài phần vật chất của vật (Hình 19.5) ? b) Nêu một sô' vật khác có trọng tâm nằm ngoài phần vật chất của vật. Từ hệ phương trình trên ta suy ra hai lực Fj và F2. H3 Vận dụng quy tắc hợp lực song song cùng chiều, hãy nêu những đặc điểm của hệ ba lực song song cân bằng (Hình 19.6). F3 Hình 19.6 ì p:- r 12 Quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều : Họp lục của hai lục song song cùng chiều là một lục song song, cùng chiều và có độ lớn bằng tổng các độ lớn của hai lục ấy ; Giá của hợp lục chia khoảng cách giũa hai giá của hai lục song song thành nhũng đoạn tỉ lệ nghịch với độ lớn của hai lục ấy. F = F, + F2 (chia trong) CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP Phát biểu quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiểu. ▼ _ _ Một người gánh một thùng gạo nặng 300 N và một thùng ngô nặng 200 N. Đòn gánh dài 1 m. Hỏi vai người đó phải đặt ở điểm nào, chịu một lực bằng bao nhiêu ? Bỏ qua trọng lượng của đòn gánh. Hai người dùng một chiếc gậy để khiêng một cỗ máy nặng 1 000 N. Điểm treo cỗ máy cách vai người đi trước 60 cm và cách vai người đi sau 40 cm. Bỏ qua trọng lượng của gậy, hỏi mỗi người chịu một lực bằng bao nhiêu ? Một tấm ván nặng 240 N được bắc qua một con mương. Trọng tâm của tấm ván cách điểm tựa A 2,4 m và cách điểm tựa B1,2 m. Hỏi lực mà tấm ván tác dụng lên điểm tựa -4 bằng bao nhiêu ? A. 160 N ; B. 80 N ; c. 120 N ; D. 60N. Hây xác định trọng tâm của một bản phẳng mỏng, đồng chất, hỉnh chữ nhật, dài 12 cm, rộng 6 cm,- bị cắt mất một phần hình vuông có cạnh 3 cm ở một góc (Hình 19.7) 12 cm Hình 19.7