Hướng dẫn giải Câu 21.7 Bài 21. Moment lực. Cân bằng của vật rắn (trang 37, 38, 39) – SBT Vật lí 10 Kết nối tri thức. Tham khảo: Muốn cho một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng.
Câu hỏi/Đề bài:
Một thanh chắn đường dài 8 m, có trọng lượng 220 N và có trọng tâm cách đầu bên trái 1,5 m (Hình 21.6). Thanh có thể quay quanh một trục nằm ngang ở cách đầu bên trái 1,8 m. Để giữ thanh cân bằng thì phải tác dụng vào đầu bên phải một lực bằng bao nhiêu?
Hướng dẫn:
Muốn cho một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng, thì tổng các moment lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng các moment lực có xu hướng làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ.
Áp dụng quy tắc moment lực: \(\sum {M = 0} \)
Trong đó biểu thức moment lực: M = Fd.
Lời giải:
Thanh chắn là vật rắn có trục quay cố định (O) cân bằng dưới tác dụng của 2 lực gây momen \(\overrightarrow P \)và \(\overrightarrow F \).
Chọn chiều (+) là chiều kim đồng hồ.
Áp dụng quy tắc moment lực: \(\sum {M = 0} \)=> M(P) + M(F) = 0 => P.OG – F.OB = 0
=> P.OG = F.OB => F = P.\(\frac{{OG}}{{OB}}\)
Với OG = 1,8 – 1,5 = 0,3 m; OB = 8 – 1,8 = 6,2 m.
=> F = 220.\(\frac{{0,3}}{{6,2}}\)≈ 10,6 N.