Vật chịu tác dụng của 3 lực không song song

 1. Kiến thức

  - Nêu được định nghĩa của vật rắn và giá của lực.

  - Phát biểu được quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quy.

  - Phát biểu được điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và của ba lực không song song.

2. Kỹ năng

  - Xác định được trọng tâm của một vật mỏng, phẳng bằng phương pháp thực nghiệm.

  - Vận dụng được các điều kiện cân bằng và quy tắc tổng hợp ba lực có giá đồng quy để giải các bài tập.

Vật chịu tác dụng của 3 lực không song song
Trong đời sống và kĩ thuật chúng ta thường gặp những vật rắn. Đó là những vật có kích thước đáng kểvà hầu như không bị biến dạng dưới tác dụng của ngoại lực. Việc xét sự cân bằng của vật rắn mang lại những kết quả có ý nghĩa thực tiễn to lớn ...

I - CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CHỊU TÁC DỤNG CỦA HAI LỰC

   1. Thí nghiệm

 Thực hiện thí nghiệm như Hình 17.1.

Vật chịu tác dụng của 3 lực không song song

                                         Hình 17.1

Vật chịu tác dụng của 3 lực không song song
1.Có nhận xét gì về giá của hai lực

Vật chịu tác dụng của 3 lực không song song
?

 Nhận xét: Hai lực F1 và F2 có cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều. Vật đứng yên nếu hai trọng lượng P1 và P2 bằng nhau và nếu hai dây buộc vật nằm trên một đường thẳng.

      2. Điều kiện cân bằng

  Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực là hai lực đó phải cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều 

Vật chịu tác dụng của 3 lực không song song

 

Giá của lực : là đường thẳng mang vectơ lực.

 3. Cách xác định trọng tâm của một vật phẳng mỏng bằng phương pháp thực nghiệm

 Người ta có thể xác định vị trí của trọng tâm bằng phương pháp thực nghiệm hoặc bằng phương pháp toán học căn cứ vào sự phân bố khối lượng.   

   Trường hợp vật phẳng, mỏng có dạng bất kỳ: Treo vật 2 lần bằng dây mảnh với các điểm buộc dây khác nhau, trọng tâm của vật là giao điểm của 2 đường thẳng vẽ trên vật, chứa dây treo trong 2 lần treo đó (Hình 17.2).

 

Vật chịu tác dụng của 3 lực không song song

   Trường hợp vật phẳng, mỏng có dạng hình học đối xứng thì trọng tâm trùng với tâm đối xứng của vật (Hình

17.3).

  Vật rắn: là vật có kích thước đáng kể và hầu như không bị biến dạng dưới tác dụng của ngoại lực. Với vật rắn: do có kích thước lớn nên các lực tuy đặt vào cùng một vật nhưng có thể không cùng điểm đặt.

 Trọng tâm là điểm đặt của trọng lực của vật.

Vật chịu tác dụng của 3 lực không song song

Hình 17.3

Vật chịu tác dụng của 3 lực không song song
2.Hãy xác định trọng tâm của vật (Hình 17.4).

Vật chịu tác dụng của 3 lực không song song

Hình 17.4

Mọi lực tác dụng mà giá đi qua trọng tâm sẽ làm vật chuyển động tịnh tiến. Mọi lực tác dụng mà giá không đi qua trọng tâm sẽ làm cho vật vừa quay vừa tịnh tiến.

    II - CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CHỊU TÁC DỤNG CỦA BA LỰC KHÔNG SONG SONG

        1. Quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quy

  Muốn tổng hợp hai lực có giá đồng quy tác dụng lên một vật rắn, trước hết ta phải trượt hai lực trên giá của chúng đến điểm đồng quy rồi áp dụng  quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực

       2. Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của  ba lực không song song.

- Ba lực đó phải có giá đồng phẳng và đồng quy.

- Hợp lực của hai lực phải cân bằng với lực còn lại.

                                

Vật chịu tác dụng của 3 lực không song song

 

Vật chịu tác dụng của 3 lực không song song

Vật chịu tác dụng của 3 lực không song song

Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực là hai lực đó phải cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều.

Vật chịu tác dụng của 3 lực không song song
Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song:

-         Ba lực đo phải có giá đồng phẳng và đồng quy.

-         Hợp lực của hai lực phải cân bằng với lực thứ ba.

Vật chịu tác dụng của 3 lực không song song
Quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quy:

Muốn tổng hợp hai lực có giá đồng quy, trước hết ta phải trượt hai vectơ lực đó trên giá của chúng đến điểm đồng quy, rồi áp dụng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực.

Vật chịu tác dụng của 3 lực không song song

Câu 1. Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực?

Câu 2. Cách xác định trong tâm của vật phẳng mỏng bằng thực nghiệm? Cho biết trọng tâm của một vật mỏng, phẳng đồng chất và có dạng hình học đối xứng?

Câu 3. Quy tắc hợp lực của hai lực có giá đồng quy?  

Câu 4. Điều kiện cân bằng của vật chịu tác dụng của 3 lực không song song là gì?

Vật chịu tác dụng của 3 lực không song song

Cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của 2 lực và của 3 lực không song song gồm những nội dung nào ? Hãy theo dõi cùng Donghanhchocuocsongtotdep.vn để hiểu hơn về chủ đề này nhé !

Tham khảo bài viết khác:

  • Lực ma sát lăn là gì ?
  • Lực hướng tâm là gì ?

          Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực

        1. Điều kiện cân bằng

– Muốn cho một vật chịu tác dụng của hai lực ở trạng thái cân bằng thì hai lực đó phải cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều.

→       →
F1 = – F2

– Giá của lực là đường thẳng mang vectơ lực.

Vật chịu tác dụng của 3 lực không song song

    2. Xác định trọng tâm của một vật phẳng, mỏng bằng phương pháp thực nghiệm

– Buộc dây lần lượt vào hai điểm khác nhau trên vật rồi lần lượt treo lên. Khi vật đứng yên, vẽ đường kéo dài của dây treo. Giao điểm của hai đường kéo dài này là trọng tâm của vật.

==> Kí hiệu là G.

Vật chịu tác dụng của 3 lực không song song

– Trọng tâm G của các vật phẳng, mỏng và có dạng hình học đối xứng nằm ở tâm đối xứng của vật.

Vật chịu tác dụng của 3 lực không song song

       Cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song

     1. Tổng hợp hai lực có giá đồng quy

– Muốn tổng hợp hai lực có giá đồng quy, trước hết ta phải trượt hai vật đó trên giá của chúng đến điểm đồng quy, rồi áp dụng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực.

      2. Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song

– Ba lực đó phải có giá đồng phẳng và đồng quy.

– Hợp lực của hai lực phải cân bằng với lực thứ ba.

→     →      →
F1 + F2 = – F3

       Bài tập minh họa

Bài tập 1: Hai mặt phẳng đỡ tạo với mặt phẳng nằm ngang các góc α = 45 độ. Trên hai mặt phẳng đó người ta đặt một quả cầu đồng chất có khối lượng 2 kg (Hình 17.10). Bỏ qua ma sát và lấy g = 10 m/s2. Hỏi áp lực của quả cầu lên mỗi mặt phẳng đỡ bằng bao nhiêu ?

Vật chịu tác dụng của 3 lực không song song

– Hướng dẫn giải: 

Vật chịu tác dụng của 3 lực không song song

Lực tác dụng lên quả cầu được biểu diễn như hình vẽ sau:

Khi quả cầu nằm cân bằng ta có:

→   →     →    →
P + N1 + N2 = 0

Chọn hệ trục tòa độ Oxy như hình vẽ.

Chiếu phương trình (1) lên Ox và Oy ta được:

Ox: N1cosα – N2cosα = 0 (2)

Oy: – P + N1sinα + N2sinα = 0 (3)

Từ (2) ⇒ N1 = N2. Thay vào (3) ta được:

Vật chịu tác dụng của 3 lực không song song

⇒ N1 = N2 = 14N

Theo định luật III Newton, ta xác định được áp lực mà quả cầu đè lên mỗi mặt phẳng đỡ là: N’1 = N’2 = 14 N.

Cám ơn bạn đã theo dõi những nội dung trong bài Cân bằng của vật rắn chịu tác dụng của 2 lực và của 3 lực không song song của chúng tôi, hẹn gặp lại bạn ở những bài viết tiếp theo trên trang web của chúng tôi !