Giải vật lí 10 bài 22: Ngẫu lực
Hướng dẫn giải bài tập, bài thực hành trong bài 22: Ngẫu lực - sách giáo khoa vật lí 10. Tất cả các kiến thức lý thuyết và bài tập trong bài học này đều được giải đáp cẩn thận, chi tiết. Chúng ta tham khảo để học tốt vật lí 10 bài 22: Ngẫu lực nhé.
[toc:ul]
I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. Định nghĩa
Ngẫu lực là hệ hai lực song song, ngược chiều, có độ lớn bằng nhau và cùng tác dụng vào một vật.
2. Tác dụng của ngẫu lực đối với vật rắn
a) Vật rắn có trục quay cố định
Khi một ngẫu lực tác dụng vào một vật rắn có trục quay cố định thì vật rắn sẽ quay quanh trục cố định.
TH1: Trục quay đi qua trọng tâm
Trục quay của vật rắn không chịu tác dụng của ngẫu lực.
TH2: Trục quay không đi qua trọng tâm
Trọng tâm của vật sẽ chuyển động tròn xung quanh trục quay
Có lực tác dụng vào trục quay làm trục quay biến dạng.
b) Vật rắn không có trục quay cố định
Nếu vật rắn chỉ chịu tác dụng của ngẫu lực thì vật rắn quay quanh một trục đi qua trọng tâm và vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực.
c) Momen ngẫu lực
Momen ngẫu lực đối với trục quay O vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực:
M = F.d
M: Momen ngẫu lực (N.m)
F: Độ lớn của mỗi lực (N)
d: Cánh tay đòn của ngẫu lực (m).
d) Kết luận
Tác dụng của ngẫu lực: Ngẫu lực tác dụng vào một vật chỉ làm cho vật chuyển động quay chứ không làm cho vật chuyển động tịnh tiến.
II. GIẢI BÀI TẬP
Giải câu 1: Ngẫu lực là gì? Nêu một vài ví dụ...
Ngẫu lực là gì? Nêu một vài ví dụ về ngẫu lực.
Bài giải:
Ngẫu lực là hệ hai lực song song, ngược chiều, có độ lớn bằng nhau và cùng tác dụng vào một vật.
Ví dụ:
Ngẫu lực xuất hiện khi:
- Mở vòi nước
- Văn vô-lăng của ô tô,...
Giải câu 2: Nêu tác dụng của ngẫu lực đối với...
Nêu tác dụng của ngẫu lực đối với một vật rắn.
Bài giải:
Các em tham khảo nội dung lí thuyết tại đây.
Giải câu 3: Viết công thức tính momen của ngẫu lực...
Viết công thức tính momen của ngẫu lực. Momen của ngẫu lực có đặc điểm gì?
Bài giải:
Momen ngẫu lực đối với trục quay O vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực:
M = F.d
M: Momen ngẫu lực (N.m)
F: Độ lớn của mỗi lực (N)
d: Cánh tay đòn của ngẫu lực (m).
Đặc điểm: Vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực.
Giải câu 4: Hai lực của một ngẫu lực có độ lớn...
Hai lực của một ngẫu lực có độ lớn F = 5,0 N. Cánh tay đòn của ngẫu lực d = 20 cm.
Momen của ngẫu lực là:
A. 100 N.m
B. 2,0 N.m
C. 0,5 N.m
D. 1,0 N.m
Bài giải:
Chọn đáp án D
Giải thích: Momen của ngẫu lực là: M = F.d = 5.20. $10^{-2}$ = 1 N.m
Giải câu 5: Một ngẫu lực gồm hai lực...
Một ngẫu lực gồm hai lực $\overrightarrow{F_{1}}$ và $\overrightarrow{F_{2}}$ có $F_{1} = F_{2} = F$ và cánh tay đòn d. Momen của ngẫu lực này là
A. ($F_{1} - F_{2}$).d
B. 2Fd
C. F.d
D. Chưa biết được vì còn phụ thuộc vào vị trí của trục quay
Bài giải:
Chọn đáp án C.
Giải câu 6: Một chiếc thước mảnh có trục quay nằm...
Một chiếc thước mảnh có trục quay nằm ngang đi qua trọng tâm O của thước. Dùng hai ngón tay tác dụng vào thước một ngẫu lực đặt vào hai điểm A và B cách nhau 4,5 cm và có độ lớn $F_{A} = F_{B} = 1 N$ (Hình 22.6a SGK)
a) Tính momen của ngẫu lực
b) Thanh quay đi một góc $\alpha = 30^{\circ}$. Hai lực luôn luôn nằm ngang và vẫn đặt tại A và B (Hình 22.6b SGK). Tính momne ngẫu lực
Bài giải:
a)
Momen ngẫu lực là: M = F.d = 1.4,5. $10^{-2}$ = 0,045 N.m
b)
Cánh tay đòn của ngẫu lực là: d’ = d.cos(30) = 4,5. $\frac{\sqrt{3}}{2}$ = 2,25$\sqrt{3}$ cm
Momen ngẫu lực là: M’ = F.d’ = 1. 2,25$\sqrt{3}$.$10^{-2}$ = 0,0225$\sqrt{3}$ N.m