Bài 18.7,18.8,18.9 trang 45 SBT Vật lí 10

Câu hỏi:

18.7.​

Một thanh sắt dài, đồng chất, tiết diện đều, được đặt trên bàn sao cho \(\dfrac{1}{4}\) chiều dài của nó nhô ra khỏi bàn (H. 18.6). Tại đầu nhô ra, người ta đặt một lực F hướng thẳng đứng xuống dưới. Khi lực đạt tới giá trị \(40 N\) thì đầu kia của thanh sắt bắt đầu bênh lên. Hỏi trọng lượng của thanh sắt bằng bao nhiêu ?

Phương pháp giải:
Sử dụng lí thuyết về điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định (qui tắc momen): muốn cho một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng, thì tổng các momen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng các momen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều ngược chiều kim đồng hồ.
Lời giải chi tiết:
Coi mép bàn là trục quay O, ta có MF​ = MP​
\(\displaystyle P{l \over 4} = F{l \over 4} = > F = P = 40(N)\)

18.8.​

Một thanh dài AO, đồng chất, có khối lượng 1,0 kg. Một đầu O của thanh liên kết với tường bằng một bản lề, còn đầu A được treo vào tường bằng một sợi dây AB. Thanh được giữ nằm ngang và dây làm với thanh một góc α = 30° (H. 18.7). Lấy g = 10 m/s2​. Tính lực căng của dây.

Phương pháp giải:
Sử dụng lí thuyết về điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định (qui tắc momen): muốn cho một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng, thì tổng các momen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng các momen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều ngược chiều kim đồng hồ.
Lời giải chi tiết:
Xem hình 18.2G.
Thanh có trục quay cố định O, chịu tác dụng của ba lực \(\overrightarrow P ,\overrightarrow T \) và \(\overrightarrow Q\) . Áp dụng quy tắc momen lực, ta được
MT​ = MP​
T. OH = P. OG
T. 0,5. OA = P. 0,5OA
=> T = P = mg = 1,0.10 = 10 N.

18.9.​

Một dây phơi căng ngang tác dụng một lực T1​ = 200 N lên cột.
a) Tính lực căng T2​ của dây chống. Biết góc α = 30° (H. 18.8).
b) Tính áp lực của cột vào mặt đất. Bỏ qua trọng lực của cột.

Phương pháp giải:
Sử dụng lí thuyết về điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định (qui tắc momen): muốn cho một vật có trục quay cố định ở trạng thái cân bằng, thì tổng các momen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ phải bằng tổng các momen lực có xu hướng làm vật quay theo chiều ngược chiều kim đồng hồ.
Lời giải chi tiết:
a. Xét momen lực đối với trục quay O:
MT1 ​= MT2​
T2​lsin α = T1​l
\({T_2} = \displaystyle{{{T_1}} \over {\sin \alpha }} = {{200} \over {0,5}} = 400(N)\)
b. Hợp lực \(\overrightarrow F \) của hai lực \(\overrightarrow T_1 \) và \(\overrightarrow T_2 \) phải hướng dọc theo thanh vào O
\(F = {T_2}\cos \alpha = \displaystyle{{400\sqrt 3 } \over 2} = 346(N)\)