Bài tập Tổng hợp và phân tích lực có đáp án

Quy tắc cộng vectơ: $\overrightarrow{{F}_{12}}=\overrightarrow{{F}_{1}}+\overrightarrow{{F}_{2}}$

Lực F$_{2}$ ngược chiều với lực F$_{1}$:

+ Khi F$_{1}$ > F$_{2}$: F$_{12}$ = F$_{1}$ – F$_{2}$

+ Khi F$_{1}$ < F$_{2}$: F$_{12}$ = F$_{2}$ – F$_{1}$

- Dụng cụ:

+ 2 quả nặng có khối lượng là m và 2m.

+ 1 lực kế có giới hạn đo phù hợp.

+ 1 chiếc thước dài được gắn cố định theo phương ngang trên mặt bàn nhẵn.

- Tiến hành thí nghiệm:

+ Móc một đầu của lực kế vào 1 quả nặng có khối lượng m và kéo vật di chuyển trên bàn sát với thước đến khi ổn định, dọc theo phương của thước nằm ngang. Đọc số chỉ của lực kế khi đó.

+ Thay thế quả nặng trên bằng quả nặng còn lại có khối lượng 2m. Làm thao tác như trên và đọc số chỉ lực kế khi đó.

+ Gắn 2 quả nặng lại với nhau thành hệ (khối lượng lúc này là 3m). Thực hiện thao tác như trên và đọc số chỉ lực kế khi đó.

+ Làm lại thí nghiệm nhiều lần để được kết quả chính xác hơn.

- Kết quả: Số chỉ lực kế lần thứ 3 bằng tổng số chỉ lực kế 2 lần trước đó.

Ta thu được vectơ hợp lực F hướng xuống dưới và có độ lớn 0,4 N phù hợp với kết quả tính toán.

- Biểu diễn các lực thành phần

- Lực tổng hợp $\overrightarrow{F}$ của 2 lực thành phần $\overrightarrow{{F}_{1}};\ \overrightarrow{{F}_{2}}$ cân bằng với trọng lực $\overrightarrow{P}$ của chùm 5 quả cân: F = P

- Đề xuất phương án xác định hợp lực F:

+ Đo độ lớn các lực thành phần $\overrightarrow{{F}_{1}};\overrightarrow{\ {F}_{2}}$ và góc hợp bởi 2 lực đó là góc $α$ . Độ lớn các lực dựa vào số quả cân được treo.

+ Sử dụng công thức định lí hàm cosin trong tam giác xác định độ lớn F theo lí thuyết thông qua: ${F}^{2}={F}_{1}^{2}+{F}_{2}^{2}+2{F}_{1}{F}_{2}\cos α$

+ Đo độ lớn trọng lực P (thông qua số quả cân được treo) thì gián tiếp xác định được độ lớn hợp lực F theo thí nghiệm.

+ So sánh độ lớn của F theo lí thuyết và thực hành để rút ra kết luận: $F=\sqrt{{F}_{1}^{2}+{F}_{2}^{2}}$

- Tiến hành thí nghiệm để xác định hợp lực F (sử dụng số quả cân để gián tiếp xác định độ lớn của các lực, ví dụ 2 quả cân thì coi như lực có độ lớn 2 N). Kết quả thực hiện được tham khảo bảng mẫu dưới đây:

+ Xử lí kết quả bằng công thức: và so sánh với kết quả thực hành (cột F). Ta thấy số liệu thu được gần bằng với kết quả tính toán.

- Quy tắc tổng hợp 2 lực đồng quy vuông góc: $F=\sqrt{{F}_{1}^{2}+{F}_{2}^{2}}$