Bài giảng Vật lí 10 - Chương III - Bài 17: Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và của ba lực không song song

CHƯƠNG III. CÂN BẰNG VÀ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮNBÀI 17CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CHỊU TÁC DỤNG CỦA HAI LỰC VÀ CỦA BA LỰC KHÔNG SONG SONGI. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CHỊU TÁC DỤNG CỦA HAI LỰC1. Thí nghiệmF1P2P1F2ACBCó những lực nào tác dụng lên vật?Độ lớn của lực đó như thế nào?Dựa vào thí nghiệm hãy cho biết điều kiện cân bằng của một vật rắn chịu tác dụng của 2 lực?2. Điều kiện cân bằngMuốn cho một vật chịu tác dụng của 2 lực ở trạng thái cân bằng thì 2 lực đó phải cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều. F1 = - F2 ACOI. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CHỊU TÁC DỤNG CỦA HAI LỰC1. Thí nghiệmACB Ghi chuù Taùc duïng cuûa moät löïc leân moät vaät raén khoâng thay ñoåi khi ñieåm ñaët cuûa löïc ñoù dôøi choã treân giaù cuûa noù. Caâu 1 : Troïng taâm cuûa moät vaät raén laø gì? Caâu 2 : Khi treo vaät thì daây treo coù phöông nhö theá naøo?Caâu 3 : Neáu treo vaät ôû hai vò trí khaùc nhau ta coù theå xaùc ñònh troïng taâm cuûa vaät raén khoâng?3. Cách xác định trọng tâm của một vật phẳng, mỏng bằng phương pháp thực nghiệm3. Cách xác định trọng tâm của một vật phẳng, mỏngbằng phương pháp thực nghiệmTrọng tâm là điểm đặt của trọng lựcVậy trọng tâm phải nằm trên đường kéo dài của dây treo. AGAB3. Cách xác định trọng tâm của một vật phẳng mỏng bằng thực nghiệmB1: Buộc dây vào lỗ nhỏ A, ở mép của vật rồi treo nó lên. Trọng tâm sẽ nằm trên đường kéo dài của dây (đường AB)ABCDG3. Cách xác định trọng tâm của một vật phẳng mỏng bằng thực nghiệmB2: Sau đó buộc dây vào một điểm khác C ở mép vật rồi treo vật lên. Khi ấy trọng tâm sẽ nằm trên đường kéo dài của dây (đường CD)B3: Vậy trọng tâm G làgiao điểm của hai đườngthẳng AB và CDCác nhóm hãy xác định trọng tâm của các vật sau đây? Trọng tâm của các vật phẳng, mỏng và có dạng hình học đối xứng nằm ở tâm đối xứng của vật.GGGG3. Cách xác định trọng tâm của một vật phẳng, mỏngbằng phương pháp thực nghiệmII. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CHỊU TÁC DỤNG CỦABA LỰC KHÔNG SONG SONG1. Thí nghiệm:F2F1F = - PPOGBa giá của ba lực cùng nằm trong một mặt phẳngvà cắt nhau tại điểm OThì F1 + F2 + P = 0O2.Quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quyF2F1Muốn tổng hợp hai lực có giá đồng quy tác dụng lên một vật rắn: + 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.F = F1 + F23. Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song:F2F1F = - PPĐiều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của 3 lực không song song. - Ba lực đó phải có giá đồng phẳng và đồng quy. - Hợp lực của 2 lực đó phải cân bằng với lực thứ 3F1 + F2 = - F3BT1. Một vật có khối lượng 2kg được giữ yên trên một mặt phẳng nghiêng góc 30o bởi một sợi dây song song với đường dốc. Biết g=9,8 m/s2 và ma sát là không đáng kể. Tính lực căng của dây và phản lực của mặt phẳng nghiêng lên vật.Theo hình ta có: Từ đkiện cân bằng ta có:αTPN-PBT5. Một quả cầu có trọng lượng P = 40N được treo vào tường nhờ 1 sợi dây hợp với mặt tường một góc 30o . Bỏ qua ma sát ở chỗ tiếp xúc giữa quả cầu và tường. Hãy xác định lực căng của dây và phản lực của tường lên quả cầu.N = P.tan 300= 40.0,577 = 23,1 N Từ đk cân bằng ta có:Theo hình ta có:300OT-TPNBT7: Hai mặt phẳng tạo với mặt phẳng nằm ngang các góc α=45o . Trên hai mặt phẳng đó người ta đặt một quả cầu đồng chất có khối lượng 2kg. Bỏ qua ma sát và lấy g = 10 m/s2. Hỏi áp lực của quả cầu lên mỗi mặt phẳng đỡ bằng bao nhiêu?Theo hình ta có:Từ đkiện cân bằng ta có:BT8: Một quả cầu đồng chất có khối lượng 3kg được treo vào tường nhờ một sợi dây. Dây làm với tường một góc α=20o. Bỏ qua ma sát ở chỗ tiếp xúc của quả cầu với tường lấy g = 9,8 m/s2. Hãy xác định lực căng của dây và phản lực của tường lên quả cầu.N = P.tan 300= 2.9,8.0,577 = 11,3 N Từ đk cân bằng ta có:Theo hình ta có: