Giải bài tập Vật Lý 10 KNTT Bài 21

Mô tả thao tác dùng búa để nhổ đinh được dễ dàng?

Hình 21.1. Dùng búa nhổ đinh

Lực\(\overrightarrow F \) nên đặt vào đâu trên cán búa để nhổ đinh được dễ dàng? Khi đó cánh tay đòn (d) của lực lớn hay nhỏ?

Hình 21.1. Dùng búa nhổ đinh

Tác dụng làm quay của lực phụ thuộc những yếu tố nào?

Hình 21.2 mô tả một chiếc thước mảnh OA, đồng chất, dài 50 cm, có thể quay quanh trục quay cố định ở đầu O.

1: Trong các tình huống ở Hình 21.2a, b, thước OA quay theo chiều kim đồng hồ hay ngược chiều kim đồng hồ?

2: Tính moment lực ứng với mỗi tình huống trong Hình 21.2.

1. Nếu bỏ lực \(\overrightarrow {{F_1}} \) thì đĩa quay theo chiều nào?

2. Nếu bỏ lực \(\overrightarrow {{F_2}} \) thì đĩa quay theo chiều nào?

3. Khi đĩa cân bằng lập tích F₁.d₁ và F₂.d₂ rồi so sánh.

a) Sử dụng kiến thức về moment lực giải thích vì sao chiếc bập bênh đứng cân bằng.

b) Cho biết người chị (bên phải) có trọng lượng P₂ = 300 N, khoảng cách d₂ = 1 m, còn người em có trọng lượng P₁ = 200 N. Hỏi khoảng cách d₁ phải bằng bao nhiêu để bập bênh cân bằng?

Đặt một chiếc thước dài trên bàn. Cho một bạn nâng một đầu thước lên và giữ yên (Hình 21.7). Hỏi:

- Khi thay đổi lực nâng \(\overrightarrow F \) ta thấy thước quay quanh trục nào?

- Khi thước đang đứng yên ở vị trí như Hình 21.7, ta có thể áp dụng quy tắc moment lực được không và áp dụng như thế nào?

Khi một vật không có điểm tựa cố định. Ví dụ, thanh cứng tựa vào bức tường nhẵn, đầu dưới của thanh đặt trên bàn nhám (Hình 21.8). Khi đó ta có thể áp dụng được quy tắc moment lực được không và áp dụng như thế nào?

Áp dụng điều kiện cân bằng tổng quát vào thanh cứng tựa tường (Hình 21.8).

a) Viết điều kiện cân bằng thứ nhất

b) Viết điều kiện cân bằng thứ hai đối với trục quay A.

Trường hợp nào sau đây, lực có tác dụng làm cho vật rắn quay quanh trục?

A. Lực có giá song song với trục quay.

B. Lực có giá cắt trục quay.

C. Lực có giá nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay và cắt trục quay.

D. Lực có giá nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục quay và không cắt trục quay.

Biết F₁ = 25 N, F₂ = 10N, F₃ = 10 N. Moment của các lực trong Hình 21.1: M(F₁); M(F₂); M(F₃); đối với trục quay A lần lượt là 

A. -8 N.m; 8,5 N.m; 0. 

B. -0,8 N.m; 8,5 N.m; 0.

C. 8 N.m; 8,5 N.m; 0.

D. 8,5 N.m; -8N.m; 0.

Một thanh đồng chất có chiều dài L, trọng lượng 200 N, treo một vật có trọng lượng 450 N vào thanh như hình 21.2. Các lực \(\overrightarrow {{F_1}} ,\overrightarrow {{F_2}} \) của thanh tác dụng lên hai điểm tựa có độ lớn lần lượt là

A. 212 N; 438 N.

B. 325 N; 325 N.

C. 438 N; 212 N.

D. 487,5 N; 162,5 N.

Một đường ống đồng chất có trọng lượng 100 N, chiều dài L, tựa trên điểm tựa như Hình 21.3. Khoảng cách x và phản lực FR của điểm tựa tác dụng lên đường ống là

A. x = 0,69L; F_R = 800 N. 

B. x = 0,69L; F_R = 400 N. 

C. x = 0,6L; F_R = 552 N.

D. x = 0,6L; F_R = 248 N

Một thanh có độ dài L, trọng lượng 10 N, được treo nằm ngang vào tường như Hình 21.4. Một trọng vật 20 N treo ở đầu thanh. Dây treo làm với thanh một góc α = 30^o. Xác định lực căng của dây treo.

Một tấm ván nặng 150 N được bắc qua một con mương. Biết trọng tâm G của tâm ván cách điểm tựa A một khoảng là 2 m và cách điểm tựa B một khoảng 1 m (Hình 21.5). Hãy xác định lực mà tấm ván tác dụng lên hai bờ mương. 

Một thanh chắn đường dài 8 m, có trọng lượng 220 N và có trọng tâm cách đầu bên trái 1,5 m (Hình 21.6). Thanh có thể quay quanh một trục nằm ngang ở cách đầu bên trái 1,8 m. Để giữ thanh cân bằng thì phải tác dụng vào đầu bên phải một lực bằng bao nhiêu?

Một thanh OA có khối lượng không đáng kể, chiều dài 30 cm, có thể quay dễ dàng quanh trục nằm ngang O. Gắn vào điểm giữa C một lò xo. Người ta tác dụng vào đầu A một lực F = 20 N hướng thẳng đứng xuống dưới (Hình 21.7). Khi thanh ở trạng thái cân bằng, lò xo có phương vuông góc với OA và OA hợp với phương nằm ngang một góc 30°.

a) Xác định độ lớn phản lực N của lò xo vào thanh.

b) Tính độ cứng k của lò xo, biết lò xo bị nén lại 10 cm so với ban đầu.

Một cái thước AB = 1,2 m đặt trên mặt bàn nhẵn nằm ngang, có trục quay O cách đầu A một khoảng 80 cm (Hình 21.8). Một lực F1 = 5 N tác dụng lên đầu A theo phương vuông góc với thước và lực thứ hai tác dụng lên đầu B của thước theo phương vuông góc với thước (không vẽ trên hình). Các lực đều nằm trên mặt phẳng nằm ngang. Nếu thước không chuyển động thì lực tác dụng vào đầu B của thước có hướng và độ lớn như thế nào?

Một thanh dài AO, đồng chất, có khối lượng 1.2 kg. Một đầu O của thanh liên kết với tường bằng một bản lề, còn đầu A được treo vào tường bằng một sợi dây AB. Thanh được giữ nằm ngang và dây làm với thanh một góc α = 30° (Hình 21.9). Lấy g = 10 m/s². Tính lực căng của dây.