Giải SBT Vật lí 10 Bài 14. Moment lực. Điều kiện cân bằng của vật có đáp án

Đáp án đúng là: B

A – sai vì moment lực tác dụng lên vật là đại lượng có hướng.

B – đúng.

C – sai vì moment lực đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực.

D – sai vì đơn vị moment lực là N.m.

Đáp án đúng là: A

Moment lực đối với một trục quay là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm vật quay.

Các nhận định đúng:

B. Ngẫu lực là hệ gồm hai lực song song, ngược chiều và có độ lớn bằng nhau.

C. Moment của ngẫu lực tính theo công thức: M = F.d (trong đó d là cánh tay đòn của ngẫu lực).

D. Nếu vật không có trục quay cố định chịu tác dụng của ngẫu lực thì nó sẽ quay quanh một trục đi qua trọng tâm và vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực.

E. Khi lực tác dụng càng lớn thì moment của lực càng lớn.

A sai vì không thể tìm được hợp lực của ngẫu lực.

F sai vì khi tác dụng một lực $\overrightarrow{F}$ có giá đi qua trọng tâm của một vật thì vật đó sẽ chuyển động tịnh tiến.

Đáp án đúng là: C

Coi quá trình lật ngược chiếc đồng hồ cát là rất nhanh. Trong quá trình cát chảy xuống, cân vẫn thăng bằng vì trọng lượng ở hai bên đĩa không đổi.

Đáp án đúng là: A

Ta có: M = F.d $\Rightarrow d=\frac{M}{F}=\frac{15}{40}=0{,}375m$

Đáp án đúng là: D

Moment lực M = F.d

Dựa vào hình ảnh ta có thể thấy điểm D có cánh tay đòn lớn nhất so với trục quay.

Đáp án đúng là: A

Theo điều kiện cân bằng, ta có: $\overrightarrow{P}+\overrightarrow{N}+\overrightarrow{T}=\overrightarrow{0}$

Chiếu lên Ox:$P=T.\cos α\Rightarrow T=\frac{P}{\cos α}$

Chiếu lên Oy:

$N=T.\sin α=\frac{P}{\cos α}.\sin α=P.\tan α=40.\tan {30}^{0}=23{,}1\ N$

Ta có:

$M=F.d=m.g.d=2000.9{,}8.20.\sin 30^{\circ}=196000N.m$

a. Điểm treo chịu tác dụng của trọng lực $\overrightarrow{P}$ hướng thẳng đứng xuống, lực căng dây $\overrightarrow{{T}_{1}}$ và $\overrightarrow{{T}_{2}}$ .

Để hệ cân bằng thì $\overrightarrow{P}+\overrightarrow{{T}_{1}}+\overrightarrow{{T}_{2}}=\overrightarrow{0}$ . Ta thấy:

+ Trên phương (Oy), thành phần trọng lực $\overrightarrow{P}$ hướng xuống luôn cân bằng với thành phần $\overrightarrow{{T}_{1y}}$ hướng lên.

+ Trên phương (Ox), lực căng dây $\overrightarrow{{T}_{2}}$ luôn căng và có phương nằm ngang nên thành phần $\overrightarrow{{T}_{1y}}$ phải hướng theo chiều âm của trục (Ox).

Do đó, góc α phải thoả điều kiện: .

b. Áp dụng điều kiện cân bằng của hệ:

$\overrightarrow{P}+\overrightarrow{{T}_{1}}+\overrightarrow{{T}_{2}}=\overrightarrow{0}(*)$

Chiếu (*) lên (Ox) và (Oy):$\{\begin{matrix}{T}_{1}.\sin α=P \\ {T}_{1}.cosα={T}_{2}\end{matrix}$

Vậy ${T}_{1}=\frac{P}{\sin α}$ và ${T}_{2}=\frac{P}{tanα}$

Hình 14.8a: Độ lớn lực tác dụng: F$_{1}$ = F$_{2}$ = $\frac{M}{d}=\frac{12}{0{,}4}=$ 30N

Hình 14.8b: Độ lớn lực tác dụng:${F}_{1}={F}_{2}=\frac{M}{d}=\frac{12}{0{,}23}=52\ N$

Vậy, tác dụng ngẫu lực vào vị trí như ở Hình 14.8a để có lợi hơn về lực.

Ứng dụng quy tắc moment đối với cân thăng bằng, thực hiện lần lượt các bước:

Bước 1: Lấy 6 quả bóng bất kì đặt lên mỗi đĩa cân. Nếu cân thăng bằng thì quả bóng còn lại là quả bóng kém chất lượng. Nếu đĩa cân bên nào nâng lên tức là trong đĩa cân đó có quả bóng kém chất lượng.

Bước 2: Bỏ tất cả quả bóng ra. Lấy 6 quả bóng bên đĩa cân nâng lên ở bước 1 chia đều cho 2 đĩa cân, nếu đĩa cân bên nào nâng lên tức là trong đĩa cân đó có quả bóng kém chất lượng.

Bước 3: Bỏ tất cả quả bóng ra. Trong 3 quả bóng bên đĩa cân nâng lên ở bước 2, đặt lên mỗi đĩa cân một quả bóng bất kì. Nếu cân thăng bằng thì quả bóng còn lại là quả bóng kém chất lượng, nếu đĩa cân nào nâng lên tức là trong đĩa cân đó có quả bóng kém chất lượng.