Giải SGK Vật Lí 10 - Kết Nối Tri Thức
Giải SGK bài 21 Moment lực. Cân bằng của vật rắn Vật lí 10 Kết nối tri thức
Trong bài viết này HocThatGioi sẽ cùng bạn đi tìm đáp án và phương pháp tốt nhất giải quyết toàn bộ các câu hỏi và bài tập trong bài Moment lực. Cân bằng của vật rắn. Các bài tập sau đây thuộc bài 21 chương 3 ở các trang 83, 84, 85 Vật lí 10 Kết nối tri thức. Hy vọng các bạn có thể hiểu được trọn vẹn bài học sau khi xem hết các phương pháp giải và lời giải cực chi tiết mà HocThatGioi trình bày ở dưới.
Giải SGK câu hỏi mở đầu trang 83
Nếu dùng tay để siết chặt một đai ốc thì việc đó rất khó, tuy nhiên với dụng cụ thích hợp như cờ lê thì việc siết chặt đai ốc trở nên dễ dàng.
Tác dụng của dụng cụ này thay đổi thế nào nếu ta tăng độ lớn của lực hoặc sử dụng cờ lê dài hơn?
Tác dụng của dụng cụ này thay đổi thế nào nếu ta tăng độ lớn của lực hoặc sử dụng cờ lê dài hơn?
Phương pháp giải:
Vận dụng kiến thức trong $KHTN$ $8$ về tác dụng làm quay của lực.
Vận dụng kiến thức trong $KHTN$ $8$ về tác dụng làm quay của lực.
Lời giải chi tiết:
Nếu ta tăng độ lớn của lực hoặc sử dụng cờ lê dài hơn thì việc siết chặt đai ốc càng trở nên dễ dàng.
Nếu ta tăng độ lớn của lực hoặc sử dụng cờ lê dài hơn thì việc siết chặt đai ốc càng trở nên dễ dàng.
Giải SGK mục 1 trang 83 Vật lí 10 Kết nối tri thức
Cùng HocThatGioi tìm ra đáp án chính xác nhất cho các câu hỏi hoạt động ở Mục 1 của các trang 83 trong bài Moment lực. Cân bằng của vật rắn ở ngay bên dưới nhé!
Giải SGK câu hỏi 1 trang 83
$1$. Mô tả thao tác dùng búa để nhổ đinh.
$2$. 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?
$3$. Tác dụng làm quay của lực phụ thuộc những yếu tố nào
$2$. 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?
$3$. Tác dụng làm quay của lực phụ thuộc những yếu tố nào
Phương pháp giải:
Quan sát hình vẽ, vận dụng kiến thức đã học.
Quan sát hình vẽ, vận dụng kiến thức đã học.
Lời giải chi tiết:
$1$. Cho đinh vào đầu búa, tay cầm vào đuôi cán búa, càng cách xa đầu búa thì càng nhổ dễ, dùng một lực từ cánh tay hướng xuống dưới và nhổ đinh lên.
$2$. Lực $\overrightarrow{F}$ nên đặt vào đuôi cán búa để nhổ đinh được dễ dàng. Khi đó cánh tay đòn ($d$) của lực lớn.
$3$. Tác dụng làm quay của lực phụ thuộc vào những yếu tố:
+ Cánh tay đòn ($d$)
+ Độ lớn của lực
+ Vị trí của trục quay.
$1$. Cho đinh vào đầu búa, tay cầm vào đuôi cán búa, càng cách xa đầu búa thì càng nhổ dễ, dùng một lực từ cánh tay hướng xuống dưới và nhổ đinh lên.
$2$. Lực $\overrightarrow{F}$ nên đặt vào đuôi cán búa để nhổ đinh được dễ dàng. Khi đó cánh tay đòn ($d$) của lực lớn.
$3$. Tác dụng làm quay của lực phụ thuộc vào những yếu tố:
+ Cánh tay đòn ($d$)
+ Độ lớn của lực
+ Vị trí của trục quay.
Giải SGK câu hỏi 2 trang 83
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 $21.2$.
$1$. 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 $21.2$.
Phương pháp giải:
$1$. Quan sát hình vẽ
$2$. Biểu thức tính moment lực: $M = F.d$
Trong đó:
+ $M$: moment lực $F$ $(N.m)$
+ $F$: lực tác dụng lên vật làm vật quay $(N)$
+ $d$: khoảng cách từ tâm quay đến giá của lực $F$ (cánh tay đòn của lực $F$) $(m)$
$1$. Quan sát hình vẽ
$2$. Biểu thức tính moment lực: $M = F.d$
Trong đó:
+ $M$: moment lực $F$ $(N.m)$
+ $F$: lực tác dụng lên vật làm vật quay $(N)$
+ $d$: khoảng cách từ tâm quay đến giá của lực $F$ (cánh tay đòn của lực $F$) $(m)$
Lời giải chi tiết:
$1$. – Hình $21.2a$, thước $OA$ quay theo chiều kim đồng hồ
– Hình $21.2b$, thước $OA$ quay ngược chiều kim đồng hồ
$2$. – Hình $21.2a$:
Ta có $F = 4 N; d = 50 cm = 0,5 m$
$\Rightarrow$ Moment lực trong hình $21.2a$ là: $M = F.d = 4.0,5 = 2$ $(N.m)$
– Hình $21.2b$:
Ta có $F = 2 N; d = 50.cos20^{\circ} cm = 0,5. cos20^{\circ} m$
$\Rightarrow$ Moment lực trong hình $21.2b$ là: $M = F.d = 2.0,5.cos20^{\circ} = 0,94$ $(N.m)$
$1$. – Hình $21.2a$, thước $OA$ quay theo chiều kim đồng hồ
– Hình $21.2b$, thước $OA$ quay ngược chiều kim đồng hồ
$2$. – Hình $21.2a$:
Ta có $F = 4 N; d = 50 cm = 0,5 m$
$\Rightarrow$ Moment lực trong hình $21.2a$ là: $M = F.d = 4.0,5 = 2$ $(N.m)$
– Hình $21.2b$:
Ta có $F = 2 N; d = 50.cos20^{\circ} cm = 0,5. cos20^{\circ} m$
$\Rightarrow$ Moment lực trong hình $21.2b$ là: $M = F.d = 2.0,5.cos20^{\circ} = 0,94$ $(N.m)$
Giải SGK mục 2, 3 trang 84 Vật lí 10 Kết nối tri thức
Bài viết giải SGK Bài 21 Moment lực. Cân bằng của vật rắn đang dần đi đến giai đoạn quan trọng nhất. Hãy cùng HocThatGioi tìm ra đáp án chính xác nhất cho các hoạt động và các câu hỏi, ở các trang 84 ở ngay bên dưới nhé!
Giải SGK câu hỏi 1 trang 84
$1$. 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 $F_{1} .d_{1}$ và $F_{2} .d_{2}$ rồi so sánh.
$2$. Nếu bỏ lực $\overrightarrow{F_{2}}$ thì đĩa quay theo chiều nào?
$3$. Khi đĩa cân bằng lập tích $F_{1} .d_{1}$ và $F_{2} .d_{2}$ rồi so sánh.
Phương pháp giải:
Quan sát hình
Biểu thức tính moment lực: $M = F.d$
Trong đó:
+ $M$: moment lực $F (N.m)$
+ $F$: lực tác dụng lên vật làm vật quay $(N)$
+ $d$: khoảng cách từ tâm quay đến giá của lực $F$ (cánh tay đòn của lực $F$) $(m)$
Quan sát hình
Biểu thức tính moment lực: $M = F.d$
Trong đó:
+ $M$: moment lực $F (N.m)$
+ $F$: lực tác dụng lên vật làm vật quay $(N)$
+ $d$: khoảng cách từ tâm quay đến giá của lực $F$ (cánh tay đòn của lực $F$) $(m)$
Lời giải chi tiết:
$1$. Nếu bỏ lực $\overrightarrow{F_{1}}$ thì đĩa quay ngược chiều kim đồng hồ.
$2$. Nếu bỏ lực $\overrightarrow{F_{2}}$ thì đĩa quay theo chiều kim đồng hồ
$3$. Moment lực $\overrightarrow{F_{1}}$ là: $M_{1} = F_{1} .d_{1}$
Moment lực $\overrightarrow{F_{2}}$ là: $M{2} = F_{2} .d_{2}$
Do vật cân bằng nên $M_{1}= M_{2} \Rightarrow F_{1}.d_{1} = F_{2}. d_{2}$
$1$. Nếu bỏ lực $\overrightarrow{F_{1}}$ thì đĩa quay ngược chiều kim đồng hồ.
$2$. Nếu bỏ lực $\overrightarrow{F_{2}}$ thì đĩa quay theo chiều kim đồng hồ
$3$. Moment lực $\overrightarrow{F_{1}}$ là: $M_{1} = F_{1} .d_{1}$
Moment lực $\overrightarrow{F_{2}}$ là: $M{2} = F_{2} .d_{2}$
Do vật cân bằng nên $M_{1}= M_{2} \Rightarrow F_{1}.d_{1} = F_{2}. d_{2}$
Giải SGK câu hỏi 2 trang 84
$a$) 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 $P_{2} = 300 N$, khoảng cách $d_{2} = 1 m$, còn người em có trọng lượng $P_{1} = 200 N$. Hỏi khoảng cách $d_{1}$ phải bằng bao nhiêu để bập bênh cân bằng nằm ngang?
$b$) Cho biết người chị (bên phải) có trọng lượng $P_{2} = 300 N$, khoảng cách $d_{2} = 1 m$, còn người em có trọng lượng $P_{1} = 200 N$. Hỏi khoảng cách $d_{1}$ phải bằng bao nhiêu để bập bênh cân bằng nằm ngang?
Phương pháp giải:
Điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định: Tổng các moment lực tác dụng lên vật (đối với một điểm bất kì) bằng $0$.
$F_{1} .d_{1} = F_{2} .d_{2}$
Điều kiện cân bằng của một vật có trục quay cố định: Tổng các moment lực tác dụng lên vật (đối với một điểm bất kì) bằng $0$.
$F_{1} .d_{1} = F_{2} .d_{2}$
Lời giải chi tiết:
$a$) Chiếc bập bênh đứng cân bằng do moment lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ bằng moment lực có xu hướng làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ.
$b$) Lực của người em và người chị tác dụng lên bập bênh là trọng lực $P$
Do bập bênh cân bằng nên ta có:
$F_{1}.d_{1}=F_{2}.d_{2} \Leftrightarrow P_{1}.d_{1}=P_{2}.d_{2}$
$\Rightarrow d_{1}=\frac{P_{2}}{P_{1}}.d_{2}=\frac{300}{200}.1=1,5(m)$
$a$) Chiếc bập bênh đứng cân bằng do moment lực có xu hướng làm vật quay theo chiều kim đồng hồ bằng moment lực có xu hướng làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ.
$b$) Lực của người em và người chị tác dụng lên bập bênh là trọng lực $P$
Do bập bênh cân bằng nên ta có:
$F_{1}.d_{1}=F_{2}.d_{2} \Leftrightarrow P_{1}.d_{1}=P_{2}.d_{2}$
$\Rightarrow d_{1}=\frac{P_{2}}{P_{1}}.d_{2}=\frac{300}{200}.1=1,5(m)$
Giải SGK mục 4 trang 85 Vật lí 10 Kết nối tri thức
Bài viết giải bài 21 Moment lực. Cân bằng của vật rắn đang dần đi đến hồi cuối cùng. Hãy cùng HocThatGioi tìm ra đáp án chính xác nhất cho các các câu hỏi, ở các trang 85 ở ngay bên dưới nhé!
Giải SGK hoạt động trang 85
$1$. 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 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?
$2$: 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?
Phương pháp giải:
Quan sát hình vẽ.
Quan sát hình vẽ.
Lời giải chi tiết:
$1$. – Khi thay đổi lực nâng $\overrightarrow{F}$ ta thấy thước quay quanh trục vuông góc với thước và đi qua điểm $A$
– Khi thước đang đứng yên ta có thể áp dụng được quy tắc moment lực được. Cách áp dụng:
+ Buộc dây vào đầu $B$ và treo vào một điểm cố định, khi đó thước sẽ đứng yên
$2$. Ta có thể áp dụng được quy tắc moment lực. Cách áp dụng:
+ Cách $1$: Để thẳng thanh cứng và cho thanh tựa vào tường, khi đó thanh sẽ đứng yên
+ Cách $2$: Để thanh nằm ngang trên mặt bàn nhám.
$1$. – Khi thay đổi lực nâng $\overrightarrow{F}$ ta thấy thước quay quanh trục vuông góc với thước và đi qua điểm $A$
– Khi thước đang đứng yên ta có thể áp dụng được quy tắc moment lực được. Cách áp dụng:
+ Buộc dây vào đầu $B$ và treo vào một điểm cố định, khi đó thước sẽ đứng yên
$2$. Ta có thể áp dụng được quy tắc moment lực. Cách áp dụng:
+ Cách $1$: Để thẳng thanh cứng và cho thanh tựa vào tường, khi đó thanh sẽ đứng yên
+ Cách $2$: Để thanh nằm ngang trên mặt bàn nhám.
Giải SGK câu hỏi trang 85
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 $A$.
$a$) Viết điều kiện cân bằng thứ nhất
$b$) Viết điều kiện cân bằng thứ hai đối với trục quay $A$.
Phương pháp giải:
Điều kiện cân bằng của một vật rắn:
+ Tổng các lực tác dụng lên vật bằng $0$.
+ Tổng các moment lực tác dụng lên vật đối với một điểm bất kì bằng $0$ (nếu chọn một chiều quay là chiều dương).
Điều kiện cân bằng của một vật rắn:
+ Tổng các lực tác dụng lên vật bằng $0$.
+ Tổng các moment lực tác dụng lên vật đối với một điểm bất kì bằng $0$ (nếu chọn một chiều quay là chiều dương).
Lời giải chi tiết:
$a$) Điều kiện cân bằng thứ nhất: Tổng các lực tác dụng lên vật bằng $0$.
$\Rightarrow \overrightarrow{N_{A}} +\overrightarrow{N_{B}}+ \overrightarrow{P}\overrightarrow{F_{msn}}= \overrightarrow{0}$
$b$) Điều kiện cân bằng thứ hai đối với trục quay $A$. Chọn chiều quay theo kim đồng hồ là chiều dương
+ Tại $G$: $\overrightarrow{P}$ làm thanh có xu hướng quay theo chiều kim đồng hồ: $MG>0$
+ Tại $B$: $\overrightarrow{N_{B}}$ làm thanh có xu hướng quay ngược chiều kim đồng hồ: $MB<0$
$\Rightarrow$ Điều kiện cân bằng đối với trục quay $A: M_{G}−M_{B}=0\Leftrightarrow M_{G}=M_{B}$
$a$) Điều kiện cân bằng thứ nhất: Tổng các lực tác dụng lên vật bằng $0$.
$\Rightarrow \overrightarrow{N_{A}} +\overrightarrow{N_{B}}+ \overrightarrow{P}\overrightarrow{F_{msn}}= \overrightarrow{0}$
$b$) Điều kiện cân bằng thứ hai đối với trục quay $A$. Chọn chiều quay theo kim đồng hồ là chiều dương
+ Tại $G$: $\overrightarrow{P}$ làm thanh có xu hướng quay theo chiều kim đồng hồ: $MG>0$
+ Tại $B$: $\overrightarrow{N_{B}}$ làm thanh có xu hướng quay ngược chiều kim đồng hồ: $MB<0$
$\Rightarrow$ Điều kiện cân bằng đối với trục quay $A: M_{G}−M_{B}=0\Leftrightarrow M_{G}=M_{B}$
Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết của HocThatGioi. Bài viết này đã giải quyết tất cả các bài tập, câu hỏi của bài 21 Moment lực. Cân bằng của vật rắn Vật lí 10 Kết nối tri thức. Chúc các bạn học tốt và tiếp thu được nhiều kiến thức bổ ích nhé!
Bài viết khác liên quan đến Lớp 10 – Vật Lý – Moment lực Cân bằng của vật rắn
- Lý thuyết và bài tập cân bằng của một vật có trục quay cố định, momen lực
- Lý thuyết kèm bài tập các dạng cân bằng và cân bằng của một vật có mặt chân đế đầy đủ chi tiết nhất
- Lý thuyết kèm bài tập chuyển động tịnh tiến của vật rắn và chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định
- Lý thuyết và bài tập ngẫu lực có đáp án chi tiết nhất – Bài 22 Vật lý 10
- 15 Câu trắc nghiệm về ngẫu lực chọn lọc có đáp án hay nhất
- Giải SGK bài 14 Moment lực. Điều kiện cân bằng của vật Vật lí 10 Chân trời sáng tạo
