Phương pháp tổng hợp lực phát biểu quy tắc hình bình hành Điều kiện cân bằng của chất điểm

Định nghĩa: tổng hợp lực là thay các lực tác dụng đồng thời lên cùng một vật bằng một lực có cùng tác dụng với các lực đó, lực này gọi là hợp lực.

Quy tắc hình bình hành: Nếu hai lực đồng quy tạo thành hai cạnh của hình bình hành thì đường chéo vẽ từ điểm đồng quy biểu thị kết quả của chúng: 

Hãy cùng tham khảo bên dưới với Mobitool nhé.

Tải về

Đây là tổng hợp lý thuyết và bài tập tổng hợp lực mới nhất 2022 cập nhập 12/01 . Các bạn tải về làm nha mình đã thử nhé.

Định nghĩa: Lực là đại lượng véc tơ đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác làm vật sinh ra gia tốc hoặc làm vật biến dạng [đơn vị đo lực là Newton [N]].

Lực cân bằng là lực khi tác dụng đồng thời vào một vật thì không làm cho vật tăng tốc.

Hai lực cân bằng là hai lực tác dụng vào cùng một vật, nằm trên cùng một đường thẳng, có cùng độ lớn và ngược chiều nhau.

Định nghĩa: Hợp lực là sự thay thế đồng thời các lực tác dụng lên cùng một vật bằng một lực có cùng tác dụng với các lực đó. Lực thay thế được gọi là lực kết quả.

Quy tắc hình bình hành: Nếu hai lực đồng quy tạo thành hai cạnh của hình bình hành thì đường chéo vẽ từ điểm đồng quy biểu thị hệ quả của chúng.

3, Điều kiện cân bằng của chất điểm

Để một hạt đứng yên ở trạng thái cân bằng thì hợp lực của tất cả các lực tác dụng lên nó phải bằng 0.

Phép phân tích lực là sự thay thế một lực bằng hai hay nhiều lực cùng tác dụng với hai lực đó. Chúng ta chỉ có thể phân tích lực đó theo hai phương khi biết rằng một lực có tác dụng cụ thể theo hai phương.

Quy tắc hình bình hành: Hợp lực của hai lực quy đồng được biểu diễn bằng đường chéo của hình bình hành mà hai cạnh là những vecto biểu diễn hai lực thành phần.

Tổng hợp ba lực F1→ , F2→, F3→

– Lựa 2 cặp lực theo thứ tự ưu tiên cùng chiều hoặc ngược chiều or vuông góc tổng hợp chúng thành 1 lực tổng hợp F12→

– Tiếp tục tổng hợp lực tổng hợp F12→ trên với lực F3→ còn lại cho ra được lực tổng hợp F→ cuối cùng.

Theo công thức của quy tắc hình bình hành:

F2 = F12 + F22 + 2.F1.F2.cosα

Lưu ý: Nếu có hai lực, thì hợp lực có giá trị trong khoảng: | F1 – F2 | ≤ Fhl ≤ | F1 + F2 |

2. Phân tích lực [Ngược với tổng hợp lực]: là thay thế 1 lực bởi 2 hay nhiều lực tác dụng đồng thời sao cho tác dụng vẫn không thay đổi.

Bài 1: Cho hai lực đồng quy có độ lớn 4[N] và 5[N] hợp với nhau một góc α. Tính góc α ? Biết rằng hợp lực của hai lực trên có độ lớn bằng 7,8[N]

Hướng dẫn:

Ta có F1 = 4 N

F2 = 5 N

F = 7.8 N

Hỏi α = ?

Theo công thức của quy tắc hình bình hành:

F2 = F12 + F22 + 2.F1.F2.cosα

Suy ra α = 60°15′

Bài 2: Cho ba lực đồng qui 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 có độ lớn là bao nhiêu?

Hướng dẫn:

Ta có F→ = F1→ + F2→ + F3→

Hay F→ = F1→ + F23→

Trên hình ta thấy F23 có độ lớn là F23 = 2F2cos60° = F1

Mà F23 cùng phương ngược chiều với F1 nên Fhl = 0

Bài 3: Tính hợp lực của hai lực đồng quy F1 = 16 N; F2 = 12 N trong các trương hợp góc hợp bởi hai lực lần lượt là α = 0°; 60°; 120°; 180°. Xác định góc hợp giữa hai lực để hợp lực có độ lớn 20 N.

Hướng dẫn:

F2 = F12 + F22 + 2.F1.F2.cosα

Khi α = 0°; F = 28 N

Khi α = 60°; F = 24.3 N.

Khi α = 120°; F = 14.4 N.

Khi α = 180°; F = F1 – F2 = 4 N.

Khi F = 20 N ⇒ α = 90°

Bài 4: Một vật nằm trên mặt nghiêng góc 30° so với phương ngang 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 và song song với mặt nghiêng.

Hướng dẫn:

P1 = Psinα = 25 N

P2 = Pcosα = 25√3 N

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.

Hướng dẫn:

36.87° + 53.13° = 90°

Fx = F.cos[36,87°] = 80 N

Fy = F.sin[53,13°] = 60 N

Hình 1: hợp của 2 lực theo qui tắc hình bình hành; hình 2: hợp của 3 lực theo qui tắc hình bình hành

Phân tích lực F thành 2 lực thành phần theo 2 phương Ox và Oy cho trước trong trường hợp vật nằm trên phương ngang và phương xiên góc

→F=→F1+→F2F→=F1→+F2→→ F=√F21+F22+2F1F2cosφF=F12+F22+2F1F2cosφ

=> | F1 – F2 | ≤ F ≤ F1 + F2

các trường hợp đặc biệt:

→F1↑↑→F2F1→↑↑F2→ => F=F1 + F2

→F1↑↓→F2F1→↑↓F2→ => F=| F1 – F2 |

→F1⊥→F2F1→⊥F2→ => F=√F21+F22F=F12+F22

→F1=→F2F1→=F2→ => F=2F1cosφ2F=2F1cos⁡φ2

Các tính chất của tam giác vuông

Vận dụng tính chất tam giác vuông coi độ lớn của lực tương đương với độ dài hình học để tính Vận dụng tính chất tam giác vuông coi độ lớn của lực tương đương với độ dài hình học để tính Tổng hợp lực theo qui tắc tam giác

Sử dụng định lý hàm cosin trong tam giác:

F23=F21+F22−2F1F2cosα3F32=F12+F22−2F1F2cosα3

F21=F23+F22−2F3F2cosα1F12=F32+F22−2F3F2cosα1

F22=F21+F23−2F1F3cosα2F22=F12+F32−2F1F3cosα2

Sử dụng định lý hàm sin trong tam giác:

F1sinα1=F2sinα2=F3sinα3

LỰC –TỔNG HỢP LỰC - CÂN BẰNG CỦA CHẤT ĐIỂM VÀ PHÂN TÍCH LỰC 

Chủ đề 1.1. LỰC –TỔNG HỢP LỰC

1. Lực: được biểu diễn bằng một mũi tên [véc –tơ ]

* Gốc mũi tên là điểm đặt của lực.

* Phương và chiều của mũi tên là phương và chiều của lực.

* Độ dài của mũi tên biểu thị độ lớn của lực theo một tỷ lệ xích nhất định. 

 2. Tổng hợp lực: 

là thay thế hai hay nhiều lực tác dụng đồng thời vào một vật bởi một lực 

sao cho tác dụng vẫn không thay đổi.  

* Lực thay thế gọi là hợp lực.  

* Phương pháp tìm hợp lực gọi là tổng hợp lực. 

BÀI TẬP TỔNG HỢP LỰC 

LOẠI 1: TỔNG HỢP HAI LỰC 

- sử dụng quy tắc hình bình hành 

- sử dụng quy tắc 2 lực cùng phương cùng chiều 

- sử dụng quy tắc 2 lực cùng phương ngược chiều 

LOẠI 2: TỔNG HỢP 3 LỰC \[\overrightarrow{F_{1}},\overrightarrow{F_{2}},\overrightarrow{F_{3}}\]

BƯỚC 1: lựa 2 cặp lực theo thứ tự ưu tiên cùng chiều hoặc ngược chiều or vuông góc tổng hợp chúng thành 1 

lực tổng hợp \[\overrightarrow{F_{12}}\] 

BƯỚC 2: tiếp tục tổng hợp lực tổng hợp \[\overrightarrow{F_{12}}\] trên với lực \[\overrightarrow{F_{3}}\] còn lại cho ra được lực tổng hợp cuối cùng \[\overrightarrow{F}\] 

Phương pháp: theo quy tắc hình bình hành 

* \[F=\sqrt{{F_{1}}^{2}+{F_{2}}^{2}+2F_{1}.F_{2}cos\alpha }\]  

* \[F_{min}=\begin{vmatrix} F_{1}-F_{2} \end{vmatrix}\leq F\leq F_{1}+F_{2}=F_{max}\] 

Bài 1: Cho 2 lực \[F_{1}=6N;F_{2}=8N\]. Tìm độ lớn hợp lực của \[\overrightarrow{F}\] của \[\overrightarrow{F_{1}}\] và \[\overrightarrow{F_{2}}\]; vẽ hình \[\overrightarrow{F_{1}}\]; \[\overrightarrow{F_{2}}\] và trong các trường hợp góc kẹp giữa hai lực bằng:

a. \[\alpha =0^{0}\] b. \[\alpha =180^{0}\] c. \[\alpha =90^{0}\] d. \[\alpha =120^{0}\] e. \[\alpha =60^{0}\] f. \[\alpha =30^{0}\]

Bài 2: Cho 3 lực đồng phẳng như hình vẽ, tìm độ lớn của hợp lực F ; vẽ hình .

a. \[F_{1}=1N;F_{2}=3N;F_{3}=5N\]

b. \[F_{1}=7N;F_{2}=4N;F_{3}=3N\]

c. \[F_{1}=F_{2}=F_{3}=\sqrt{3}N\]; các góc đều bằng 1200 .

Bài 3: Hai lực \[F_{1}=9N;F_{2}=4N\] cùng tác dụng vào một vật. Hợp lực của 2 lực là :

A. 2N B. 4N C. 6N D. 15N

 Chủ đề 1.2. SỰ CÂN BẰNG LỰC [kiểm tra thường hỏi dạng này]

a. Các lực cân bằng : là các lực khi tác dụng đồng thời vào một vật thì không gây ra gia tốc cho vật.

b. Điều kiện cân bằng của chất điểm :

BÀI TẬP CÂN BẰNG LỰC VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI

Bài 4: Chất điểm chịu tác dụng của 3 lực đồng phẳng cân bằng như hình vẽ. Tìm độ lớn của lực \[\overrightarrow{F_{3}}\], vẽ hình.

a. \[F_{1}=F_{2}=5N\] b. \[F_{1}=60N;F_{2}=80N\] c. \[F_{1}=F_{2}=21N\] d. \[F_{1}=F_{2}=\sqrt{3}N\]

ĐS:

a. \[5\sqrt{2}\]N b. \[20\sqrt{7}\]N c. 21N d. 3N 

 

Bài 5: Chất điểm chịu tác dụng của 3 lực cân bằng. Tìm độ lớn của lực \[\overrightarrow{F_{3}}\], vẽ hình.

a. \[F_{1}=1N;F_{2}=3N\] b. \[F_{1}=6N;F_{2}=8N\]

c. \[F_{1}=F_{2}=10N;\alpha =120^{0}\] d. \[F_{1}=F_{2}=5\sqrt{3}N;\alpha =60^{0}\]

Bài 6: a. Một chất điểm đứng yên khi chịu tác dụng đồng thời của 3 lực 3N; 4N và 5N. Tìm góc hợp bởi 2 lực 3N và 4N.

b. Hai lực có độ lớn bằng nhau F1 = F2 = F; hợp lực của hai lực cũng có độ lớn bằng F. Tìm góc hợp bởi hai lực F1 và F2.

c. Một vật chịu tác dụng của hai lực F1 = F2 = \[\sqrt{3}\]N hợp với nhau một góc 600 . Tìm độ lớn của lực F3 [vẽ hình] để tổng hợp lực của 3 lực này bằng không.

Xem thêm: Biểu Cảm Về Đêm Trăng Trung Thu, Cảm Nghĩ Về Đêm Trăng Trung Thu