12C2 cđ6 lực tổng hợp và phân tích lực

CHƯƠNG II ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM CHỦ ĐỀ 6: LỰC TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH LỰC A PHẦN LÍ THUYẾT Trình bày khái niệm lực đơn vị lực Hướng dẫn Lực đại lượng vectơ đặc trưng cho tác dụng vật lên vật khác, kết làm cho vật thay đổi vận tốc bị biến dạng Trong hệ SI, đơn vị lực niutơn (N) Định nghĩa phép tổng hợp lực Phát biểu quy tắc hình bình hành Hướng dẫn * Định nghĩa: Phép tổng hợp lực phép thay nhiều lực tác dụng đồng thời vào vật lực có tác dụng giông hệt tác dụng toàn lực Lực thay gọi hợp lực Các lực thay gọi lực thành phần * Quy tắc hợp lực (quy tắc hình bình hành): Hợp lực hai lực đồng quy biểu diễn đường chéo hình bình hành mà hai cạnh vectơ biểu diễn hai lực thành phần (Hình 20) Trong trường hợp có nhiều lực đồng quy vận dụng quy tắc hình bình hành nào? Hướng dẫn Trong trường hợp có ur nhiều ur lực ur đồng ur quy ta vận dụng quy tắc hình bình hành Chẳng hạn ur có lực đồng quy F , F , F F , trước hết ta áp dụng quy tắc hình bình hành cho hai lực F ur ur ur ur F để tìm hợp lực F 12 , sau ta tiếp tục áp dụng quy tắc hình bình hành cho hai lực F 12 F để ur ur ur tìm hợp lực F 123 , cuối ta áp dụng quy tắc hình bình hành cho hai lực F 123 F để tìm hợp lực ur F hl Phép phân tích lực gì? Muốn phân tích lực thành hai lực thành phần phải ý điều gì? Hướng dẫn * Phân tích lực phép thay lực hai lực hay nhiều lực tác dụng đồng thời gây hiệu giống hệt lực Phép phân tích lực phép làm ngược lại với phép tổng hợp lực, tuân theo quy tắc hình bình hành * Muốn phân tích lực cho theo hai phương phải vào biểu cụ thể tác dụng lực để chọn phương B PHẦN BÀI TẬP Cho hai lực đồng quy có độ lớn F1 = F2 = 50 N Hãy tìm độ lớn hợp lực hai lực chúng hợp với góc 0o ;60o ;90o 180o Cho hai lực đồng quy có độ lớn 3N 4N Hỏi góc hợp hai lực thành phần bao nhiêu? Nếu hợp lực hai lực có độ lớn là: a) F= 5N b) F = 6,47N ur ur Hãy dùng quy tắc hình bình hành lực quy tắc đa giác lực để tìm hợp lực ba lực F , F ur ur F có độ lớn 15N, nằm mặt phẳng Biết lực F làm thành với ur ur hai lực F F góc 60o Cho ba lực đồng quy nằm mặt phẳng, có độ lớn đôi làm thành góc 120o Chứng minh hợp lực chúng Hãy tìm hợp lực ba lực cho hình 21 Biết F1 = F2 = 40 N ; F3 = 20 N góc α = 30o Cho hai lực đồng quy có độ lớn F1 = F2 = F Góc hai lực hợp lực có độ lớn FN Vẽ hình minh họa ur ur ur ur Phân tích lực F thành hai lực F F F theo hai phương OA OB (Hình 22) Tìm độ lớn hai thành phần này, biết F = 60N C HƯỚNG DẪN VÀ ĐÁP SỐ o * Khi α = : F = F1 + F2 = 50 + 50 = 100 N * Khi α = 60o : F = F1 cos 30o = 2.50 = 50 N Khi α = 90o : F = F12 + F22 = 502 + 502 = 50 N o Khi α = 180 : F = F1 − F2 = 50 − 50 = N Trong phép tổng hợp hai lực hai lực thành phần với hợp lực tạo thành hình tam giác Độ lớn lực biểu diễn độ dài cạnh tam giác Từ định lí hàm số cosin tam giác, áp dụng cho trường hợp ta có góc hai lực đồng quy F − F12 − F22 xác định bởi: cos α = F1 F2 52 − 32 − 42 = ⇒ α = 90o 2.3.4 6, 47 − 32 − 42 b) Với F = 6,47N cos α = = 0, 702 ⇒ α = 45o 2.3.4 ur ur ur ur Hợp lực F = F + F + F (Hình 23), ur ur ur ur ur ur F = ( F + F ) + F = F 13 + F ur ur ur ur Dễ thấy F 13 = F ⇒ F = F Về độ lớn F=2.15=30N ur ur ur ur Hợp lực F = F + F + F , ur ur ur ur ur ur Hay F = F + F + F = F + F 23 ur o Trên hình 24: F 23 có độ lớn: F23 = F2 cos 60 = F1 ur ur ur ur ur F 23 cân với F nên hợp lực F = F + F 23 = ur Hợp lực F biểu diễn hình 25 a) Với F = 5N cos α = ( ) Ta có: F12 = F12 + F22 = F1 = 40 N Hợp lực F = F122 + F32 + F12 F3 cos 75o F = (40 2) + 20 + 40 2.20 cos 75o = 62, N Vì F1 = F2 nên gọi α góc hợp hai lực thành phần ta có: α F = F1.cos ⇒ α = 120o (Hình 26) ur ur Vì OA OB hợp với giá F góc 30o nên F đóng vai trò đường chéo hình thoi có cạnh F1 = F2 Ta có: F = F1 cos 30o ⇒ F1 = F2 = F 60 = = 20 N o 2.cos 30 2