Bài Tập Lý 10: Bài 9 -Tổng Hợp Và Phân Tích Lực. Điều Kiện Cân Bằng Của Chất Điểm

1. Lực. Cân bằng lực

- Lực là đại lượng vectơ đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác mà kết quả là gây ra gia tốc cho vật hoặc làm cho vật biến dạng.

Ví dụ:

Khi kéo dây cung:

Lực kéo của tay làm cung biến dạng, dây cung căng ra.

Lực căng của dây (lực đàn hồi) làm mũi tên bay đi



- Các lực cân bằng là các lực khi tác dụng đồng thời vào một vật thì không gây ra gia tốc cho vật.

- Đường thẳng mang vectơ lực gọi là giá của lực.



Hai lực cân bằng là hai lực cùng tác dụng lên một vật, cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều.

Ví dụ: Treo một quả nặng lên một sợi dây như hình vẽ. Lúc này con lắc chịu tác dụng của hai lực cân bằng: Trọng lực và lực căng dây.



- Đơn vị của lực là Niutơn (N)

2. Tổng hợp lực

A) Định nghĩa

Tổng hợp lực là thay thế các lực tác dụng đồng thời vào cùng một vật bằng một lực có tác dụng giống hệt các lực ấy.

Lực thay thế này gọi là hợp lực.

B) Quy tắc hình bình hành

Nếu hai lực đồng quy làm thành cạnh của một hình bình hành, thì đường chéo kể từ điểm đồng quy biểu diễn hợp lực của chúng.



3. Điều kiện cân bằng của chất điểm

Muốn cho một chất điểm đứng cân bằng thì hợp lực của các lực tác dụng lên nó phải bằng 0:

F→ = F1→ + F2→ +.. = 0→

4. Phân tích lực

A) Định nghĩa

Phân tích lực là thay thế một lực bằng hai hay nhiều lực có tác dụng giống hệt như lực đó. Các lực thay thế gọi là các lực thành phần.

B) Phân tích một lực thành hai lực thành phần trên hai phương cho trước

Muốn phân tích lực F3→ thành hai lực thành phần F1→ ' và F2→ ' theo hai phương MO và NO, ta làm như sau: Từ đầu mút C của vectơ F3→ ta kẻ hai đường thẳng song song với hai phương đó, chúng cắt những phương này tại các điểm E và G. Các vec tơ OE→ và OG→ biểu diễn các lực thành phần F1→ ' và F2→ '.



II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI



Tổng hợp các lực tác dụng lên vật

- Nếu hai lực cùng phương, cùng chiều thì lực tổng hợp F = F1 + F2 và có chiều cùng chiều với hai lực.

- Nếu hai lực cùng phương, ngược chiều thì lực tổng hợp F =

F1 - F2

Và có chiều cùng chiều với lực có độ lớn lớn hơn.

- Nếu hai lực không cùng phương thì lực tổng hợp F2 = F12 + F22 + 2. F1. F2. Cosα và có chiều theo quy tắc hình bình hành.

Luyện Tập

Bài 1: Một vật có trọng lượng P = 20 N được treo vào một vòng nhẫn O (coi là chất điểm). Vòng nhẫn được giữ yên bằng hai dây OA và OB (hình 9.11). Biết dây OA nằm ngang và hợp vơi dây OB một góc 1200. Tìm lực căng của hai dây OA và OB.

Lời giải:

Hình vẽ và hình biểu diễn lực:



Khi vật cân bằng ta có phương trình lực tác dụng và vật là:



Bài 2 Phân tích lực là gì? Nêu cách phân tích một lực thành hai lực thành phần đồng qui theo hai phương cho trước.

Lời giải:



Phân tích lực là thay thế một lực bằng hai hay nhiều lực có tác dụng giống hệt như lực đó.

Cách phân tích lực:

+ Chọn hai phương Ox và Oy đi qua O là điểm đặt của lực

cần phân tích. Hai phương này có biểu hiện tác dụng lực

gây ra.

+ Từ điểm mút của vecto F, kẻ các đoạn thẳng (bằng nét đứt) song song với Ox và Oy cắt hai phương này, ví dụ tại M và N ta được các vecto OM và ON biểu diển hai lực thành phần vecto F1 và vecto F2.