một bạn nhỏ cần mở một chiếc cổng gỗ rất nặng bằng cách để nó quay quanh bản lề để có thể mở cổng dễ dàng nhất bạn này cần tác dụng lực vào điểm nào ở trên hình vì sao coi lực tại các điểm là như nhau

Question

Tiểu Mochi · Accepted Answer

Mômen lực: Khi tác dụng lực lên một vật có thể quay quanh một trục (trong trường hợp này là bản lề của cổng), ta tạo ra một mômen lực. Mômen lực được tính bằng tích của lực và cánh tay đòn. Cánh tay đòn là khoảng cách vuông góc từ trục quay đến giá của lực.
Cánh tay đòn càng lớn thì mômen lực càng lớn: Khi tác dụng lực vào điểm xa bản lề nhất, cánh tay đòn sẽ lớn nhất, do đó mômen lực tạo ra cũng lớn nhất. Mômen lực lớn giúp ta dễ dàng làm cho cánh cổng quay quanh bản lề hơn.
So sánh lực tác dụng tại các điểm: Dù tác dụng lực vào điểm nào trên cánh cổng, để mở được cổng thì mômen lực tạo ra phải đủ lớn để thắng được lực ma sát và trọng lực của cánh cổng. Tuy nhiên, để tạo ra cùng một mômen lực, khi tác dụng lực vào điểm xa bản lề hơn, ta cần dùng một lực nhỏ hơn so với khi tác dụng lực vào điểm gần bản lề hơn.

Timi · Answer

Để mở một chiếc cổng gỗ nặng bằng cách quay quanh bản lề, bạn nhỏ cần tác dụng lực vào một điểm sao cho tạo ra mô men xoắn lớn nhất. Mô men xoắn (torque) được tính bằng công thức:

$$ \tau = r \cdot F \cdot \sin(\theta) $$

Trong đó:
- $ \tau $ là mô men xoắn,
- $ r $ là khoảng cách từ điểm tác dụng lực đến trục quay (bản lề),
- $ F $ là lực tác dụng,
- $ \theta $ là góc giữa lực và khoảng cách $ r $.

Để tối đa hóa mô men xoắn, bạn nên tác dụng lực ở điểm xa nhất so với bản lề, tức là ở mép ngoài của cổng. Khi đó, khoảng cách $ r $ sẽ lớn nhất, dẫn đến mô men xoắn cũng lớn nhất, giúp mở cổng dễ dàng hơn.

Vì vậy, bạn nhỏ nên tác dụng lực vào mép ngoài của cổng. Điều này sẽ giúp cổng quay quanh bản lề một cách dễ dàng nhất.