III. TĨNH HỌC VẬT RẮN
a. Quy tắc hợp lực hai lực song song cựng chiều:
- Quy tắc:
Hợp lực của hai lực Fur1 và Fuur2 song song, cựng chiều, tỏc dụng vào một vật rắn, là một lực Fr song song, cựng chiều với hai lực cú độ lớn bằng tổng độ lớn của hai lực đú
F=F1+F2
Giỏ của hợp lực Fr nằm trong mặt phẳng của Fur1, Fuur2 và chia trong khoảng cỏch giữa hai lực này thành những đoạn tỷ lệ nghịch với độ lớn của hai lực đú. 1 2 2 1 F d = F d (chia trong) - Hợp nhiều lực:
Nếu muốn tỡm hợp lực của nhiều lực song song cựng chiều
1 2 n
F ,F ,...,Fr r r ta tỡm hợp lực Rur1 = +Fr1 Fr2, rồi lại tỡm hợp lực Rur2 =Rur1+ Fr3 và
cứ tiếp tục như thế cho đến lực cuối cựng Frn
Hợp lực F
ur
tỡm được sẽ là một lực song song cựng chiều với cỏc lực thành phần, cú độ lớn:
F=F1+F2+ . . . +Fn
- Lớ giải về trọng tõm vật rắn:
Chia vật rắn thành nhiều phần tử nhỏ, cỏc trọng lực nhỏ tạo thành một hệ lực song song cựng chiều đặt lờn vật. Hợp lực của chỳng là trọng lực tỏc dụng lờn vật cú điểm đặt là trọng tõm của vật.
b.Phõn tớch một lực thành hai lực song song:
Phõn tớch một lực F
ur
đó cho thành hai lực Fur1 và Fuur2 song song với Fur tức là tỡm hai lực Fur1 và Fuur2 song song và cú hợp lực là Fur .
Cú vụ số cỏch phõn tớch một lực đó cho. Khi cú những yếu tố đó được xỏc định thỡ phải dựa vào đú để chọn cỏch phõn tớch thớch hợp.
Điều kiện cõn bằng của vật rắn dưới tỏc dụng của ba lực Fur1, Fuur2, Fur3 song song, đồng phẳng là hợp lực của hai lực bất kỡ cõn bằng với lực thứ ba
1 2 3
F + F + F = 0
ur uur ur r
d. Quy tắc hợp hai lực song song trỏi chiều:
Hợp lực của hai lực Fur1 và Fuur2 song song trỏi chiều cựng tỏc dụng vào một vật rắn, là một lực Fr:
- Song song và cựng chiều với lực thành phần cú độ lớn lớn hơn lực thành phần kia.
- Cú độ lớn bằng hiệu độ lớn của hai lực thành phần: F = F F1− 2
- Giỏ của hợp lực nằm trong mặt phẳng của hai lực thành phần, và chia ngoài khoảng cỏch giữa hai lực này thành những đoạn tỷ lệ nghịch với độ lớn của hai lực đú. 2 1 1 2 d F = d F (chia ngoài) e. Ngẫu lực:
- Ngẫu lực là hệ hai lực Fur1 và Fuur2 song song ngược chiều, cú cựng độ lớn F, tỏc dụng lờn một vật.
- Ngẫu lực cú tỏc dụng làm cho vật rắn quay theo một chiều nhất định. - Ngẫu lực khụng cú hợp lực.
- Momen của ngẫu lực đặc trưng cho tỏc dụng làm quay của ngẫu lực và bằng tớch của độ lớn F của một lực và khoảng cỏch d giữa hai giỏ của hai lực M=F.d