1. Bài 13. Tổng hợp và phân tích lực. Cân bằng lực

>> Xem chi tiết: Lý thuyết Tổng hợp và phân tích lực. Cân bằng lực - Vật lí 10

Phương pháp giải:

Quan sát hình 13.1 để trả lời.

Lời giải chi tiết:

Lực đẩy của người bố trong hình có tác dụng như lực đẩy của hai anh em vì người bố khỏe, lực đẩy của bố bằng tổng lực đẩy của hai anh em cộng lại.

Phương pháp giải:

Quan sát hình 13.2 để trả lời.

Lời giải chi tiết:

1.

- Hình 13.2a: Vật chịu tác dụng của hai lực cùng phương, cùng chiều nên lực tổng hợp cũng cùng phương, cùng chiều với hai lực thành phần và có độ lớn bằng tổng của hai lực thành phần cộng lại: \(F = {F_1} + {F_2}\)

- Hình 13.2b: Vật chịu tác dụng của hai lực cùng phương, ngược chiều nên lực tổng hợp sẽ có chiều giống với lực thành phần có độ lớn lớn hơn. Độ lớn: \(F = \left| {{F_1} - {F_2}} \right|\)

2.

Quy tắc tổng hợp hai lực cùng phương:

Lực tổng hợp của hai lực \(\overrightarrow {{F_1}} ,\overrightarrow {{F_2}} \) cùng phương là một lực \(\overrightarrow F \)

- Phương: cùng phương với hai lực thành phần

- Chiều:

+ \(\overrightarrow {{F_1}}  \uparrow  \uparrow \overrightarrow {{F_2}}  \Rightarrow \overrightarrow F  \uparrow  \uparrow \overrightarrow {{F_1}} ,\overrightarrow {{F_2}} \)

+ \(\overrightarrow {{F_1}}  \uparrow  \downarrow \overrightarrow {{F_2}} \): thì \(\overrightarrow F \) sẽ cùng chiều với lực có độ lớn lớn hơn

- Độ lớn:

+ \(\overrightarrow {{F_1}}  \uparrow  \uparrow \overrightarrow {{F_2}}  \Rightarrow F = {F_1} + {F_2}\)

+ \(\overrightarrow {{F_1}}  \uparrow  \uparrow \overrightarrow {{F_2}}  \Rightarrow F = \left| {{F_1} - {F_2}} \right|\)

Phương pháp giải:

Vận dụng cách tổng hợp hai lực đồng quy.

Lời giải chi tiết:

1.

Ta thấy: \({10^2} = \sqrt {{6^2} + {8^2}}  \Rightarrow {F^2} = \sqrt {F_1^2 + F_2^2} \)

Suy ra \({F_1} \bot {F_2}\)

2.

a)

Biểu diễn các lực kéo của mỗi tàu và hợp lực tác dụng vào tàu trở hàng :

b)

Độ lớn của hợp lực là:

\(F = \sqrt {F_1^2 + F_2^2 + 2{F_1}{F_2}\cos \left( {{F_1},{F_2}} \right)} \)

\( \Leftrightarrow F = \sqrt {{{8000}^2} + {{8000}^2} + 2.8000.8000.\cos {{30}^0}} \)

\( \Leftrightarrow F = 15455\left( N \right)\)

c)

Hợp lực có:

- Chiều: hướng về phía trước

- Phương: hợp với \(\overrightarrow {{F_1}} \) góc \({15^0}\)

d) Nếu góc giữa hai dây cáp bằng \({90^0}\) thì hợp lực có:

- Phương: xiên

- Chiều hướng sang trái hoặc phải.

- Độ lớn: \(F = \sqrt {F_1^2 + F_2^2} \)

Phương pháp giải:

Quan sát hình 13.5

Lời giải chi tiết:

a) Các lực tác dụng lên quyển sách gồm: Trọng lực \(\overrightarrow P \), phản lực \(\overrightarrow N \) của bàn.

b) Các lực này có cân bằng vì quyển sách nằm yên.

Phương pháp giải:

1. Sử dụng quy tắc tổng hợp hai lực cùng phương, ngược chiều.

2.

- Quan sát hình 13.7.

- Vận dụng lý thuyết các lực cân bằng và không cân bằng.

Lời giải chi tiết:

1.

Ta thấy: \(\overrightarrow {{F_1}}  \uparrow  \downarrow \overrightarrow {{F_2}}  \Rightarrow F = \left| {{F_1} - {F_2}} \right| = \left| {400 - 300} \right| = 100N\)

Và có chiều hướng về phía trước.

2.

a)

Tình huống có hợp lực khác 0 là:

- Dùng tay đẩy để bút chì chuyển động nhanh dần

- Qủa bóng vừa rơi khỏi mép bàn.

b)

 - Dùng tay đẩy để bút chì chuyển động nhanh dần: độ lớn vận tốc sẽ tăng dần, hướng chuyển động về phía trước.

- Quả bóng vừa rơi khỏi mép bàn: độ lớn vận tốc tăng dần, hướng chuyển động theo phương thẳng đứng hướng xuống.

Một vật được giữ yên trên một mặt phẳng nhẵn bởi một lò xo (Hình 13.9).

Phương pháp giải:

Vận dụng quy tắc phân tích lực.

Lời giải chi tiết:

2.

Các lực tác dụng lên vật gồm: trọng lực \(\overrightarrow P \), phản lực \(\overrightarrow N \), lực kéo \(\overrightarrow F \), lực đàn hồi của lò xo.

1.

Thành phần \(\overrightarrow {{P_1}} \) có tác dụng kéo vật chuyển động xuống phía dưới.

Thành phần \(\overrightarrow {{P_2}} \) có tác dụng giữ vật trên mặt phẳng nghiêng.