Mômen lực

GV: Có thể coi cánh cửa là một vật rắn có trục quay cố định đi qua hai bản lề của nó. Để mở cửa dễ dàng, ta phải tác dụng lực lên cánh cửa nhƣ thế nào ?

SV: Ta tác dụng một lực càng mạnh thì cánh cửa càng dễ quay

GV: Nếu ta tác dụng lực vào bản lề, hoặc nhấc cánh cửa thẳng đứng hƣớng lên thì cho dù lực mạnh nhƣng cửa cũng không quay.

SV: Tác dụng làm quay của lực không những phụ thuộc vào độ lớn mà còn phụ thuộc vào điểm đặt, phƣơng và chiều của lực. Trong trƣờng hợp lực có tác dụng làm vật quay, lực càng lớn và càng xa trục thì vật càng dễ quay hơn.

GV: Vậy đại lƣợng nào đặc trƣng cho tác dụng làm quay của một lực? Đại lƣợng đó phụ thuộc vào những yếu tố nào ? Làm thế nào để xây dựng biểu thức xác định đại lƣợng đó?

SV: Làm việc cá nhân hoặc làm việc nhóm sau đó thảo luận

-

GV: Xét một vật rắn chịu tác dụng của lực F

64

SV: Ta có thể phân tích lực F

thành các lực thành phần

* F F1 F2

. Trong đó F1

nằm trong mặt phẳng đi qua điểm đặt M và vuông góc với trục quay và F2

song song với .

2

F / /

nên không làm vật rắn quay * Phân tích F1 Fn Ft

+ Lực Fn

không làm vật rắn quay + Lực Ft

65

GV: Vậy tác dụng làm quay của lực F

chỉ bằng tác dụng làm quay của lực tiếp tuyến Ft

. Từ đó ta suy ra véc tơ mô men lực của lực đối với trục quay trong trƣờng hợp này có đặc điểm gì?

SV: Mômen của một lực F

đối với trục quay là một véc tơ đƣợc xác định bởi biểu thức

t

M r ^ F + Phƣơng: nằm trên trục quay

+ Chiều : sao cho r, F , Mt 

tạo thành một tam diện thuận + Độ lớn : M r.F .sin(r, F )t  t ; do r Ft nên 0 t sin(r, F )  sin 90 1 => M = r.Ft + Đơn vị : N.m

* Vấn đề 2: Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định