QUY TẮC HỢP LỰC SONG SONG CÙNG CHIỀU
1. Quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều
- Hợp lực của hai lực song song cùng chiều là một lực song song, cùng chiều và có độ lớn bằng tổng hai độ lớn của hai lực thành phần.
\[F = F_1 + F_2\]
- Giá của hợp lực nằm trong mặt phẳng của hai lực thành phần và thỏa mãn điều kiện
\[\dfrac{{{F}_{1}}}{{{F}_{2}}} = \dfrac{{{d}_{2}}}{{{d}_{1}}}\]
[qui tắc chia trong]
2. Quy tắc tổng hợp hai lực song song ngược chiều
- Hợp lực của hai lực song song cùng chiều là một lực song song, cùng chiều với lực thành phần lớn hơn và có độ lớn bằng hiệu hai độ lớn của hai lực thành phần.
\[F = F_1 - F_2\]
- Giá của hợp lực nằm trong mặt phẳng của hai lực thành phần và thỏa mãn điều kiện
\[\dfrac{{{d}_{2}}}{{{d}_{1}}}=\dfrac{{{F}_{1}}}{{{F}_{2}}}\]
[qui tắc chia ngoài]
Câu 1: Trang 106 SGK vật lí 10
Phát biểu quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều?
Quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều:
- Hợp lực của hai lực song song cùng chiều là một lực song song, cùng chiều và có độ lớn bằng tổng các độ lớn của hai lực ấy;
- Giá của hợp lực chia khoảng cách giữa hai giá của hai lực song song thành những đoạn tỉ lệ nghịch với độ lớn của hai lực ấy.
Biểu thức:
F = F1 + F2
$\frac{F_{1}}{F_{2}} = \frac{d_{2}}{d_{1}}$ [chia trong]
Trắc nghiệm vật lý 10 bài 19: Quy tắc hợp lực song song cùng chiều
Từ khóa tìm kiếm Google: giải câu 1 trang 106 sgk vật lý 10, giải bài tập 1 trang 106 vật lí 10 , Lí 10 câu 1 trang 106, Câu 1 trang 106 bài 19: quy tắc hợp lực song song cùng chiều
16:47:5704/11/2019
Như các em đã biết, muốn tìm hợp lực của hai lực đồng quy ta vận dụng quy tắc hình bình hành. Vậy muốn tìm hợp lực của hai lực song song ta áp dụng quy tắc nào?
Trong bài viết này, chúng ta cùng đi tìm hiểu cách tổng hợp hai lực song song cùng chiều, công thức tính tổng hợp lực, qua đó giải các bài tập vận dụng để hiểu rõ nội dung bài viết và trả lời cho câu hỏi ở trên.
I. Thí nghiệm về hợp lực song song
1. Thí nghiệm 1
- Vì tác dụng làm quay của lực P1 cân bằng với tác dụng làm quay của lực P2 nên lực kết chỉ giá trị: F = P1 + P2
2. Thí nghiệm 2
- Tháo hai chùm quả cân đem treo chung vào trọng tâm O của thước thì thấy thước vẫn nằm ngang và lực kế vẫn chỉ giá trị: F = P1 + P2
- Vậy trọng lực
II. Quy tắc hợp hai lực song song cùng chiều
1. Quy tắc hợp lực song song cùng chiều
- Hợp lực của hai lực song song cùng chiều là một lực song song, cùng chiều và có độ lớn bằng tổng các độ lớn của hai lực ấy.
- Giá của hợp lực chia khoảng cách giữa hai giá của hai lực song song thành những đoạn tỉ lệ nghịch với độ lớn của hai lực ấy.
2. Chú ý
- Quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều giúp ta hiểu thêm về trọng tâm của vật. Bất kỳ vật nào cũng có thể chia thành các phần nhỏ, mỗi phần có trọng lực rất nhỏ. Hợp lực của các trọng lực rất nhỏ ấy là trọng lực của vật. Điểm đặt của hợp lực là trọng tâm của vật.
- Đối với những vật đổng chất và có dạng hình học đối xứng thì trọng tâm nằm ở tâm đối xứng của vật.
- Có nhiều khi ta phải phân tích một lực
III. Bài tập về Tổng hợp lực song song
* Bài 1 trang 106 SGK Vật Lý 10: Phát biểu qui tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều.
° Lời giải bài 1 trang 106 SGK Vật Lý 10:
- Hợp lực của hai lực song song cùng chiều là một lực song song, cùng chiều và có độ lớn bằng tổng các độ lớn của hai lực ấy.
- Giá của hợp lực chia khoảng cách giữa hai giá của hai lực song song thành những đoạn tỉ lệ nghịch với độ lớn của hai lực ấy.
* Bài 2 trang 106 SGK Vật Lý 10: Một người gánh một thùng gạo nặng 300 N và một thùng ngô nặng 200 N. Đòn gánh dài 1 m. Hỏi vai người đó phải đặt ở điểm nào, chịu một lực bằng bao nhiêu? Bỏ qua trọng lực của đòn gánh.
° Lời giải bài 2 trang 106 SGK Vật Lý 10:
- Hình biểu diễn lực như sau [g:=gạo; n:=ngô]:
- Gọi d2 = OB là cánh tay đòn của trọng lực
- Áp dụng quy tắc tổng hợp lực song song cùng chiều, ta có:
- Mặt khác ta có: d1 + d2 = AB = 1[m]. [**]
- Từ [*] và [**] ta tính được: d1 = 0,4[m]; d2 = 0,6[m].
- Vai người gánh chịu một lực là: P = Pg + Pn = 300 + 200 =500[N].
Hy vọng với bài viết về Quy tắc hợp lực song song cùng chiều, Công thức tính và Bài tập ở trên hữu ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại bình luận dưới bài viết để Hay Học Hỏi ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt.
¤ Xem thêm các bài viết khác tại:
» Mục lục SGK Vật lý 10 Lý thuyết và Bài tập
» Mục lục SGK Hóa học 10 Lý thuyết và Bài tập
a] Quy tắc
- Hợp của hai lực \[{{\vec{F}}_{1}}, {{\vec{F}}_{2}}\] song song cùng chiều là một lực \[\vec{F}\] song song cùng chiều và có độ lớn bằng tổng độ lớn của hai lực ấy.
- Giá của hợp lực \[\vec{F}\] chia khoảng cách giữa giá của hai lực \[{{\vec{F}}_{1}}, {{\vec{F}}_{2}}\] song song thành những đoạn tỉ lệ nghịch với độ lớn của hai lực ấy.
Biểu thức: \[\left\{ \begin{align} & F={{F}_{1}}+{{F}_{2}} \\ & \frac{{{F}_{1}}}{{{F}_{2}}}=\frac{{{d}_{2}}}{{{d}_{1}}}\,\left[ chia\,\,trong \right] \\ \end{align} \right.\]
b] Chú ý
- Đối với những vật đồng chất và có dạng hình học đối xứng thì trọng tâm nằm ở tâm đối xứng của vật.
- Có nhiều khi ta phải phân tích một lực \[\vec{F}\] thành hai lực \[{{\vec{F}}_{1}}, {{\vec{F}}_{2}}\] song song và cùng chiều với lực \[\vec{F}\]. Vì đây là phép làm ngược lại với tổng hợp lực nên ta có: \[\left\{ \begin{align} & {{F}_{1}}+{{F}_{2}}=F \\ & \frac{{{F}_{1}}}{{{F}_{2}}}=\frac{{{d}_{2}}}{{{d}_{1}}}\, \\ \end{align} \right.\]
Từ hệ phương trình trên ta suy ra được hai lực F1 và F2.
b] Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực song song:
- Ba lực đó phải có giá đồng phẳng.
- Lực ở trong phải ngược chiều với hai lực ở ngoài.
- Hợp lực của hai lực ở ngoài phải cân bằng với lực ở trong. Biểu thức: \[{{\vec{F}}_{1}}+{{\vec{F}}_{2}}=-{{\vec{F}}_{3}}.\]
B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
Dạng 1. Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực song song
Bước 1: Xác định các lực tác dụng lên vật.
Bước 2: Áp dụng quy tắc hợp hai lực song song cùng chiều: \[\left\{ \begin{align} & F={{F}_{1}}+{{F}_{2}} \\ & \frac{{{F}_{1}}}{{{F}_{2}}}=\frac{{{d}_{2}}}{{{d}_{1}}}\,\left[ chia\,\,trong \right] \\ \end{align} \right.\]
Dạng 2. Xác định trọng tâm của vật rắn
Cách 1: Xác định bằng quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều
Cách 2: sử dụng phương pháp tọa độ: \[\left\{ \begin{align} & x=\frac{\sum{{{m}_{i}}}.{{x}_{i}}}{{{m}_{i}}} \\ & y=\frac{\sum{{{m}_{i}}}.{{y}_{i}}}{{{m}_{i}}} \\ & z=\frac{\sum{{{m}_{i}}}.{{z}_{i}}}{{{m}_{i}}} \\ \end{align} \right.\]
C. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Câu C1 [trang 104 SGK Vật Lí 10]:
a] Lực kế chỉ giá trị F bằng bao nhiêu?
b] Chứng minh rằng, có thể tìm được tỉ số \[\frac{{{P}_{1}}}{{{P}_{2}}}=\frac{{{d}_{2}}}{{{d}_{1}}}\] [cho bởi thí nghiệm] bằng cách vận dụng qui tắc momen lực đối với trục quay O.
Trả lời:
Lực kế chỉ F bằng tổng độ lớn P1 và P2, tức: F = P1 + P2.
Gọi trục quay là O, áp dụng quy tắc momen lực cho trục quay O , ta có:
P1.d1 = P2. d2 [d1 = OO1 và d2 = OO2] \[\Rightarrow \frac{{{P}_{1}}}{{{P}_{2}}}=\frac{{{d}_{2}}}{{{d}_{1}}}\]
Câu C2 [trang 104 SGK Vật Lí 10]:
Coi thước là một đoạn thẳng nằm ngang. Hãy biểu diễn các vectơ lực \[{{\vec{P}}_{1}},\,{{\vec{P}}_{2}}\] và hợp lực \[\vec{P}\] của chúng.
Trả lời:
Biểu diễn các vectơ lực \[{{\vec{P}}_{1}},\,{{\vec{P}}_{2}}\] và hợp lực \[\vec{P}\] của chúng.
Câu C3 [trang 105 SGK Vật Lí 10]:
a] Tại sao trọng tâm của chiếc nhẫn lại nằm ngoài phần vật chất của vật [Hình 19.5]?
b] Nêu một số vật khác có trọng tâm nằm ngoài phần vật chất của vật.
Trả lời:
a] Do tính chất đối xứng, hợp lực của hai phần nhỏ xuyên tâm đối xứng bất kì đặt tại tâm của vòng nhẫn như hình vẽ.
b] Một số vật khác có trọng tâm nằm ngoài phần vật chất của vật là: lốp xe, quả bóng bàn, ống nước.
Câu C4 [trang 106 SGK Vật Lí 10]:
Vận dụng quy tắc hợp lực song song cùng chiều, hãy nêu những đặc điểm của hệ ba lực song song cân bằng [Hình 19.6].
Trả lời:
Đặc điểm của hệ ba lực song song cân bằng:
- Ba lực đó phải có giá đồng phẳng.
- Lực ở trong phải ngược chiều với hai lực ở ngoài.
- Hợp lực của hai lực ở ngoài phải cân bằng với lực ở trong.
D. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
Bài 1 [trang 106 SGK Vật Lí 10]:
Phát biểu quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều.
Lời giải:
- Hợp của hai lực \[{{\vec{F}}_{1}}, {{\vec{F}}_{2}}\] song song cùng chiều là một lực \[\vec{F}\] song song cùng chiều và có độ lớn bằng tổng độ lớn của hai lực ấy.
- Giá của hợp lực \[\vec{F}\] chia khoảng cách giữa giá của hai lực \[{{\vec{F}}_{1}}, {{\vec{F}}_{2}}\] song song thành những đoạn tỉ lệ nghịch với độ lớn của hai lực ấy.
Biểu thức: \[\left\{ \begin{align} & F={{F}_{1}}+{{F}_{2}} \\ & \frac{{{F}_{1}}}{{{F}_{2}}}=\frac{{{d}_{2}}}{{{d}_{1}}}\,\left[ chia\,\,trong \right] \\ \end{align} \right.\]
Bài 2 [trang 106 SGK Vật Lí 10] :
Một người gánh một thùng gạo nặng 300 N và một thùng ngô nặng 200 N. Đòn gánh dài 1 m. Hỏi vai người đó phải đặt ở điểm nào, chịu một lực bằng bao nhiêu? Bỏ qua trọng lực của đòn gánh.
Lời giải:
Lực đặt vào vai chính là hợp lực của trọng lực hai thúng gạo và ngô. Lực này bằng tổng trọng lượng 2 thúng gạo và ngô:
P = P1 + P2 = 300 + 200 = 500 N.
Gọi O là điểm đặt của vai.
Ta có: \[\frac{\text{OA}}{\text{OB}}\text{=}\frac{{{\text{P}}_{\text{2}}}}{{{\text{P}}_{\text{1}}}}\text{=}\frac{200}{300}\text{=}\frac{2}{3}\text{.}\]
Mặt khác OA + OB = 1 m. Suy ra: OA = 0,4 m và OB = 0,6 m.
Vậy vai người đó phải đặt ở điểm nào O cách điểm đặt gánh gạo một khoảng 40 cm, và chịu một lực bằng 500 N.
Bài 3 [trang 106 SGK Vật Lí 10] :
Hai người dùng một chiếc gậy để khiêng một cỗ máy nặng 1000 N. Điểm treo cỗ máy cách vai người đi trước 60 cm và cách vai người đi sau 40 cm. Bỏ qua trọng lượng của gậy, hỏi mỗi người chịu một lực bằng bao nhiêu?
Lời giải:
Gọi O là điểm treo cỗ máy, A và B lần lượt là vai của người đi trước và người đi sau.
Theo quy tắc hợp lực song song ta có: \[\left\{ \begin{array}{l} P = {P_1} + {P_2} = 1000\,N\\ \frac{{{P_1}}}{{{P_2}}} = \frac{{{d_2}}}{{{d_1}}}\, = \frac{{60}}{{40}} = \frac{3}{2} \end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} {P_1} = 600\,N\\ {P_2} = 400\,N \end{array} \right.\]
Vậy mỗi người chịu lực là 600 N và 400 N.
Bài 4 [trang 106 SGK Vật Lý 10] :
Một tấm ván nặng 240 N được bắc qua một con mương. Trọng tâm của tấm ván cách điểm tựa A 2,4 m và cách điểm tựa B 1,2 m. Hỏi lực mà tấm ván tác dụng lên điểm tựa A bằng bao nhiêu?
A. 160 N. B. 80 N. C. 120 N. D. 60 N.
Lời giải: Chọn B.
Theo quy tắc hợp lực song song ta có: \[\left\{ \begin{array}{l} P = {P_A} + {P_B} = 240\,N\\ \frac{{{P_A}}}{{{P_B}}} = \frac{{{d_B}}}{{{d_A}}}\, = \frac{{1,2}}{{2,4}} = \frac{1}{2} \end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} {P_A} = 80\,N\\ {P_B} = 160\,N \end{array} \right.\]
Lực mà tấm ván tác dụng lên điểm tựa A bằng 80 N.
Bài 5 [trang 106 SGK Vật Lí 10] :
Hãy xác định trọng tâm của một bản phẳng mỏng, đồng chất, hình chữ nhật, dài 12 cm, rộng 6 cm, bị cắt mất một phần hình vuông có cạnh 3 cm ở một góc [Hình 19.7].
Lời giải:
Vì bản phẳng, mỏng, đồng chất nên ta có thể coi nó gồm hai tấm ghép lại.
- Tấm thứ nhất có dạng hình chữ nhật, dài 9 cm và rộng 6 cm, trọng lực là \[{{\vec{P}}_{1}}\] đặt tại G1.
- Tấm thứ hai có dạng hình vuông, mỗi cạnh 3 cm, trọng lực là \[{{\vec{P}}_{2}}\] đặt tại G2.
Như vậy, bản mỏng đang xét có trọng lực \[\vec{P}={{\vec{P}}_{1}}+{{\vec{P}}_{2}}\] đặt tại G.
Theo quy tắc hợp lực song song ta có: \[\frac{{{\text{P}}_{1}}}{{{\text{P}}_{2}}}=\frac{{{\text{d}}_{2}}}{{{\text{d}}_{1}}}=\frac{\text{G}{{\text{G}}_{2}}}{\text{G}{{\text{G}}_{1}}}\]
Mặt khác: \[\frac{{{\text{P}}_{1}}}{{{\text{P}}_{2}}}=\frac{{{\text{S}}_{1}}}{{{\text{S}}_{2}}}=\frac{6.9}{3.3}=6\Rightarrow \frac{\text{G}{{\text{G}}_{2}}}{\text{G}{{\text{G}}_{1}}}=6\Leftrightarrow \text{G}{{\text{G}}_{2}}=6.\text{G}{{\text{G}}_{1}}\left[ 1 \right]\]
Từ hình vẽ ta thấy: \[{{G}_{1}}{{G}_{2}}=\sqrt{{{6}^{2}}+1,{{5}^{2}}}=6,18cm\left[ 2 \right]\]
Từ [1] và [2] ta có: \[{{G}_{1}}{{G}_{2}}=G{{G}_{1}}+G{{G}_{2}}=7G{{G}_{1}}=6,18cm\Rightarrow \left\{ \begin{align} & G{{G}_{1}}=0,88cm \\ & G{{G}_{21}}=5,3cm \\ \end{align} \right.\]
Trên đây là gợi ý giải bài tập Vật Lý 10 bài quy tắc hợp lực song song cùng chiều do giáo viên Ican trực tiếp biên soạn theo chương trình mới nhất. Chúc các bạn học tập vui vẻ.