Ôn tập kiến thức vật lí 10 cánh diều bài 5: Tổng hợp và phân tích lực

[toc:ul]

I. TỔNG HỢP LỰC ĐỒNG QUY

Tổng hợp lực là thay thế nhiều lực tác dụng đồng thời vào một vật bằng một lực có tác dụng giống hệt như tác dụng của những lực ấy. Lực thay thế này được gọi là hợp lực. Các lực được thay thế gọi là các lực thành phần.

1. Hai lực cùng phương 

Quy tắc tổng hợp hai lực đồng quy cùng phương

• Hai lực cùng phương, cùng chiều: F = F$_{1}$ + F$_{2}$
• Hai lực cùng phương, ngược chiều: F = |F$_{1}$ - F$_{2}$|

2. Hai lực vuông góc

Quy tắc tổng hợp hai lực đồng quy vuông góc

$F=\sqrt{F_{1}^{2}+F_{2}^{2}};cos\theta =cos(\overrightarrow{F};\overrightarrow{F_{1}})=\frac{F_{1}}{F}$

3. Hai lực tạo với nhau một góc bất kì 

Xét hai lực F$_{1}$, F$_{2}$ đồng quy và hợp thành góc α

Cách biểu diễn hợp lực 

• Tổng hợp hai lực đồng quy theo quy tắc hình bình hành 

• Tổng hợp hai lực đồng quy theo quy tắc cộng vectơ

Độ lớn của hợp lực: 

$F^{2}=F_{1}^{2}+F_{2}^{2}+2F_{1}F_{2}cos\alpha $

Hướng của hợp lực so với F$_{1}$: 

$cos\theta =\frac{F^{2}+F_{1}^{2}-F_{2}^{2}}{2F.F_{1}}$

II. PHÂN TÍCH LỰC 

Quy tắc phân tích lực

• Phân tích lực là thay thế một lực bằng hai hay nhiều lực có tác dụng giống hệt như lực đó. Các lực thay thế này gọi là các lực thành phần. 
• Lực F được phân tích thành hai lực thành phần vuông góc có giá trị tính bằng: 

F$_{x}$ = Fcosθ  và  F$_{y}$ = Fsinθ

Với θ là góc giữa hướng của lực F và hướng Ox (thường chọn trùng hướng chuyển động). 

Chuyển động của vật trên mặt phẳng nghiêng 

• Bước 1. Vẽ giản đồ biểu diễn các lực tác dụng lên vật 

• Bước 2. Chọn chiều dương trùng với hướng chuyển động lên dốc của ô tô. 
• Bước 3. Phân tích trọng lực P thành hai thành phần

Ô tô chỉ gồm chuyển động theo chiều dương nên hợp lực tác dụng lên vật theo phương vuông góc với phương chuyển động bằng 0, ta có: 

N = P$_{y}$ = mg.cosθ

Áp dụng định luật II Newton cho vật theo chiều dương đã chọn, ta có: 

F$_{k}$ - P$_{x}$ - F$_{ms}$ = ma (với F$_{ms}$ = μN)

Gia tốc lên dốc của ô tô là: 

$a=\frac{-mgsin\theta +F_{k}-F_{ms}}{m}$

Chú ý: Trạng thái vật đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều được gọi chung là trạng thái cân bằng của vật, đó là khi lực tổng hợp tác dụng lên vật bằng 0.