Vật lí 10 Bài 21: Moment lực. Cân bằng của vật rắn Soạn Lý 10 trang 83 sách Kết nối tri thức

Giải Vật lí 10 Bài 21: Moment lực Cân bằng của vật rắn sách Kết nối tri thức với cuộc sống giúp các em học sinh lớp 10 có thêm nhiều gợi ý tham khảo để biết cách trả lời các câu hỏi bài học Bài 21 trang 83→85 thuộc chương 3: Động lực học.

Giải bài tập Vật lý 10 Bài 21 giúp các em hiểu được kiến thức khái niệm, công thức của Moment lực Cân bằng của vật rắn, từ đó sẽ trả lời toàn bộ các câu hỏi của Bài 21. Vậy sau đây là nội dung chi tiết bài Soạn Vật lí 10 Bài 21: Moment lực Cân bằng của vật rắn, mời các bạn cùng tải tại đây.

I. Moment lực

Câu hỏi 1 trang 83

Mô tả thao tác dùng búa để nhổ đinh.

Gợi ý đáp án

Thao tác dùng búa để nhổ đinh: Kẹp cây đinh vào giữa 2 khe nhọn của đầu nhổ đinh, bề mặt đầu đóng đinh vuông góc với mặt phẳng ngang. Dùng tay giữ chặt cán búa, dùng lực để kéo cán búa về phía mình, tạo lực kéo cây đinh lên.

Câu hỏi 2 trang 83 

Lực \(\vec{F}\) nên đặt vào đâu trên cán búa để nhổ đinh được dễ dàng? Khi đó cánh tay đòn (d) của lực lớn hay nhỏ?

Gợi ý đáp án

- Để nhổ đinh được dễ dàng, lực \(\vec{F}\) nên đặt vào điểm cuối trên cán búa (điểm xa đầu nhổ đinh nhất).

- Lực \(\vec{F}\) nên có giá vuông góc với cánh tay đòn d để thao tác nhổ đinh sẽ càng dễ hơn

- Khi đó cánh tay đòn d của lực lớn nhất.

Câu hỏi 3 trang 83 

Tác dụng làm quay của lực phụ thuộc những yếu tố nào?

Gợi ý đáp án

Tác dụng làm quay của lực phụ thuộc vào độ lớn của lực và cánh tay đòn.

Câu hỏi trang 83 

Hình 21.2 mô tả một chiếc thước mảnh OA, đồng chất, dài 50 cm, có thể quay quanh trục quay cố định ở đầu O.

Trong các tình huống ở Hình 21.2a, b thước OA quay theo chiều kim đồng hồ hay ngược chiều kim đồng hồ?

Gợi ý đáp án

Trong tình huống ở Hình 21.2a thước OA quay theo chiều kim đồng hồ.

Trong tình huống ở Hình 21.2b thước OA quay ngược chiều kim đồng hồ.

Câu hỏi trang 83

Hình 21.2 mô tả một chiếc thước mảnh OA, đồng chất, dài 50 cm, có thể quay quanh trục quay cố định ở đầu O.

Tính moment lực ứng với mỗi tình huống trong Hình 21.2.

Đổi 50 cm = 0,5 m

- Moment lực trong Hình 21.2a: M = F.d = 4.0,5 = 2 N.

- Moment lực trong Hình 21.2b: M = F.d = 2.0,5.cos 20^o ≈ 0,94 N.

II. Quy tắc moment lực

Câu hỏi 1 trang 84 

Nếu bỏ lực \(\vec{F_{1} }\) thì đĩa quay theo chiều nào?

Gợi ý đáp án

Nếu bỏ lực \(\vec{F_{1} }\) thì đĩa quay ngược chiều kim đồng hồ.

Câu hỏi 2 trang 84 

Nếu bỏ lực \(\vec{F_{2} }\) thì đĩa quay theo chiều nào?

Gợi ý đáp án

Nếu bỏ lực \(\vec{F_{2} }\) thì đĩa quay theo chiều kim đồng hồ.

Câu hỏi 3 trang 84

Khi đĩa cân bằng lập tích F1.d1 và F2.d2 rồi so sánh.

Gợi ý đáp án

Coi khối lượng mỗi quả nặng là 1 đơn vị, dựa vào hình vẽ ta có thể tính được các tích:

F1d1 = 3.2 = 6

F2d2 = 1.6 = 6

Khi đĩa cân bằng, ta có F1.d1 = F2.d2

Câu hỏi 4 trang 84 

a) Sử dụng kiến thức về moment lực giải thích vì sao chiếc bập bênh đứng cân bằng.

b) Cho biết người chị (bên phải) có trọng lượng P2 = 300 N, khoảng cách d2 = 1 m, còn người em có trọng lượng P1 = 200 N. Hỏi khoảng cách d1 phải bằng bao nhiêu để bập bênh bằng nằm ngang?

Gợi ý đáp án

a) Chiếc bập bênh có thể đứng cân bằng vì tổng các moment lực tác dụng lên trục quay của chiếc bập bênh bằng không.

+ Moment lực do người chị gây ra có tác dụng làm cho bập bênh quay cùng chiều kim đồng hồ.

+ Momen lực do người em gây ra có tác dụng làm cho bập bênh quay ngược chiều kim đồng hồ.

Do đó, hai moment lực này cân bằng.

b) Để bập bênh cân bằng, tổng các moment lực tác dụng lên bập bênh phải bằng 0.

Hay: P2.d2 = P1.d1 ⇒ d1 = \(\frac{P2.d2}{P1}\)= \(\frac{300.1}{200}\) = 1,5 m

Vậy để bập bênh cân bằng thì khoảng cách d1 phải bằng 1,5 m.

IV. Điều kiện cân bằng tổng quát của vật rắn

Câu hỏi trang 85

Áp dụng điều kiện cân bằng tổng quát vào thanh cứng tựa tường (Hình 21.8).

a) Viết điều kiện cân bằng thứ nhất.

b) Viết điều kiện cân bằng thứ hai đối với trục quay A.

Gợi ý đáp án

a) Điều kiện cân bằng thứ nhất là: Tổng các lực tác dụng lên thanh cứng bằng 0.

\(\vec{F_{msn} } + \vec{N_{A} } + \vec{P} + \vec{N_{B} } = \vec{0}\)

b) Điều kiện câng bằng thứ hai đối với trục quay A là: Tổng các moment lực tác dụng lên thanh cứng đối với trục quay A bằng 0

\(M_{\vec{N_{B} } } = M_{\vec{P} } \Leftrightarrow N_{B} .h = P\frac{d}{2}\)