Trong chương trình vật lý 10, các em sẽ được tìm hiểu về momen lực. Để hiểu rõ hơn về khái niệm, công thức, quy tắc và ứng dụng của đại lượng này trong đời sống, hãy cùng Wikihoc đọc bài viết tổng hợp các kiến thức về momen lực ngay nhé!
Momen lực là gì?
Định nghĩa: Momen lực là đại lượng vật lý đặc trưng cho tác dụng làm vật quay xung quanh trục cố định của lực. Momen được đo bằng tích của lực với cánh tay đòn của nó.
Ký hiệu của momen lực: M
Đơn vị tính: N.m
Công thức momen lực
Momen lực có công thức tính sau:
Trong đó:
-
F là độ lớn lực tác dụng (N)
-
d là cánh tay đòn (m)
-
M là momen lực (N.m)
Lưu ý: Cánh tay đòn bằng khoảng cách từ tâm quay đến giá của lực.
Nhận xét:
-
Khi d = 0 => M = 0, nếu giá của lực đi qua tâm quay thì lực sẽ không có tác dụng làm quay.
-
Khi M = F.d, muốn tăng M ta có thể tăng độ lớn của lực hay tăng độ dài của cánh tay đòn.
Quy tắc momen lực (Điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định)
Quy tắc: Khi 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 cùng chiều kim đồng hồ phải bằng với tổng các momen lực có xu hướng làm cho vật quay ngược lại chiều kim đồng hồ.
– Biểu thức: M1= M2 ⇔ F1d1=F2d2
– Trong trường hợp vật chịu nhiều lực tác dụng:
F1d1+F2d2+…= F′1d′1+F′2d′2+…
Lưu ý:
– Quy tắc momen lực còn có thể áp dụng cho các trường hợp một vật không có trục quay cố định, khi đó ta sẽ xem vật quay quanh trục quay tức thời.
– Khi một vật rắn quay xung quanh một trục cố định, mọi điểm của vật sẽ có cùng tốc độ góc ω.
-
ω = const : vật quay đều.
-
ω tăng dần : vật quay nhanh dần.
-
ω giảm dần : vật quay chậm dần.
Ứng dụng của momen lực trong đời sống
Các tay nắm cửa thường được bố trí cách xa bản lề ( hay chính là trục quay của cánh cửa) nhằm mục đích tăng momen lực (tăng tác dụng làm quay của lực giúp ta có thể mở cửa dễ dàng hơn).
Trong kỹ thuật, các loại cờ lê hiện nay được chế tạo thành nhiều loại khác nhau phù hợp với từng loại ốc khác nhau. Cờ lê có cánh tay đòn d càng lớn thì sẽ mở được những loại ốc siết chặt hơn, vì với cùng một lực cánh tay đòn càng lớn thì momen lực càng lớn (tác dụng làm quay càng lớn).
Xem thêm: Nội dung định luật bảo toàn động lượng và bài tập thực hành có đáp án (Vật Lý 10)
Bài tập Momen lực (Vật Lý 10)
Bài 1: Cánh tay đòn của lực bằng
A. khoảng cách từ trục quay đến điểm đặt của lực.
B. khoảng cách từ trục quay đến trọng tâm của vật.
C. khoảng cách từ trục quay đến giá của lực.
D. khoảng cách từ trọng tâm của vật đến giá của trục quay.
Đáp án:
Chọn câu C
Bài 2: Momen lực tác dụng lên một vật có trục quay cố định là đại lượng
A. đặc trưng cho tác dụng làm quay vật của lực và được đo bằng tích của lực và cánh tay đòn của nó.
B. đặc trưng cho tác dụng làm quay vật của lực và được đo bằng tích của lực và cánh tay đòn của nó. Có đơn vị là (N/m).
C. đặc trưng cho độ mạnh yếu của lực.
D. luôn có giá trị âm.
Đáp án:
Chọn câu B
Bài 3: Phát biểu nào sau đây đúng với quy tắc momen lực?
A. Muốn cho một vật có trục quay cố định nằm cân bằng thì tổng mômen của các lực có khuynh hướng làm vật quay theo một chiều phải bằng tổng mômen của các lực có khuynh hướng làm vật quay theo chiều ngược lại
B. Muốn cho một vật có trục quay cố định nằm cân bằng thì tổng mômen của các lực phải bằng hằng số
C. Muốn cho một vật có trục quay cố định nằm cân bằng thì tổng mômen của các lực phải khác không
D. Muốn cho một vật có trục quay cố định nằm cân bằng thì tổng mômen của các lực phải là một vectơ có giá đi qua trục quay
Đáp án:
Chọn câu A
Bài 4: Lực có tác dụng làm cho vật rắn quay quanh một trục khi
A. lực có giá nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay và cắt trục quay
B. lực có giá song song với trục quay
C. lực có giá cắt trục quay
D. lực có giá nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay và không cắt trục quay
Đáp án:
Chọn câu D
Bài 5: Chọn câu sai?
A. Momen lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực.
B. Momen lực được đo bằng tích của lực với cánh tay đòn của lực đó.
C. Momen lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay của vật.
D. Cánh tay đòn là khoảng cách từ trục quay đến giá của lực.
Đáp án:
Chọn câu B
Bài 6: Một thanh đồng chất có trọng lượng P được gắn vào tường nhờ một bản lề và được giữ nằm ngang bằng một dây treo thẳng đứng (Hình 18.1). Xét momen lực đối với bản lề. Hãy chọn câu đúng.
A. Momen của lực căng > momen của trọng lực
B. Momen của lực căng < momen của trọng lực
C. Momen của lực căng = momen của trọng lực
D. Lực căng của dây = trọng lượng của thanh.
Đáp án:
Chọn C.
Thanh chịu tác dụng của 3 lực: Trọng lực P đặt tại chính giữa thanh, lực căng T của sợi dây và phản lực toàn phần Q tại bản lề.
Thanh có thể quay quanh bản lề. Do vậy khi xét momen lực đối với bản lề thì MQ/O = 0.
Khi thanh cân bằng thì momen của lực căng = momen của trọng lực.
Bài 7: Một thanh AB = 7,5 m có trọng lượng 200 N có trọng tâm G cách đầu A một đoạn 2 m. Thanh có thể quay xung quanh một trục đi qua O. Biết OA = 2,5 m. Để AB cân bằng phải tác dụng vào đầu B một lực F có độ lớn bằng
A. 100 N.
B. 25 N.
C. 10 N.
D. 20 N.
Đáp án:
Chọn câu D
Bài 8: Một cái xà nằm ngang chiều dài 10 m trọng lượng 200 N. Một đầu xà gắn vào tường, đầu kia được giữ bằng sợi dây làm với phương nằm ngang góc 60. Lực căng của sợi dây là
A. 200 N.
B. 100 N.
C. 116 N.
D. 173 N.
Đáp án:
Chọn câu C
Bài 9: Một vật rắn ở trạng thái cân bằng sẽ không quay khi tổng momen của lực tác dụng bằng 0. Điều này chỉ đúng khi mỗi momen lực tác dụng được tính đối với
A. trọng tâm của vật rắn.
B. trọng tâm hình học của vật rắn.
C. cùng một trục quay vuông góc với mặt phẳng chứa lực
D. điểm đặt của lực tác dụng.
Đáp án:
Chọn C.
Một vật rắn ở trạng thái cân bằng sẽ không quay khi tổng momen của lực tác dụng bằng 0. Điều này chỉ đúng khi mỗi momen lực tác dụng được tính đối với cùng một trục quay vuông góc với mặt phẳng chứa lực.
Bài 10: Thước AB = 100cm, trọng lượng P = 10N, trọng tâm ở giữa thước. Thước có thể quay dễ dàng xung quanh một trục nằm ngang đi qua O với OA = 30cm. Để thước cân bằng và nằm ngang, ta cần treo một vật tại đầu A có trọng lượng bằng bao nhiêu?
A. 4,38 N
B. 5,24 N
C. 6,67 N
D. 9,34 N
Đáp án:
Chọn C
Trên đây là tổng hợp các kiến thức từ A – Z về Momen lực, hy vọng rằng những thông tin được chia sẻ trong bài viết này sẽ giúp các em nắm chắc kiến thức về momen lực cũng như áp dụng được chúng trong đời sống. Cảm ơn các em đã theo dõi và đón đọc bài viết.
