Bài tập về tổng hợp hai lực song song. Ngẫu lực lớp 10 (cách giải + bài tập)

Chuyên đề phương pháp giải bài tập về tổng hợp hai lực song song. Ngẫu lực lớp 10 chương trình sách mới hay, chi tiết với bài tập tự luyện đa dạng giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập về tổng hợp hai lực song song. Ngẫu lực.

Bài tập về tổng hợp hai lực song song. Ngẫu lực lớp 10 (cách giải + bài tập)

1. Phương pháp giải

Bài toán 1: Bài tập về tổng hợp hai lực song song

Bước 1: Xác định điểm đặt O của hợp lực dựa vào công thức

$\frac{F_1}{F_2}=\frac{d_2}{d_1}=\frac{{00}_2}{{00}_1}$

Bước 2: Xác định phương chiều của hợp lực

+ Nếu ${\overrightarrow{F}}_1,{\overrightarrow{F}}_2$ song song, cùng chiều $\Rightarrow$ $\overrightarrow{F}$ cùng chiều với ${\overrightarrow{F}}_1,{\overrightarrow{F}}_2$.

+ Nếu ${\overrightarrow{F}}_1,{\overrightarrow{F}}_2$ song song, ngược chiều $\Rightarrow$$\overrightarrow{F}$ cùng chiều với lực thành phần có độ lớn lớn hơn.

Bước 3: Xác định độ lớn của hợp lực

+ Nếu ${\overrightarrow{F}}_1,{\overrightarrow{F}}_2$ song song, cùng chiều thì F = F₁ + F₂

+ Nếu ${\overrightarrow{F}}_1,{\overrightarrow{F}}_2$ song song, ngược chiều thì  F=

Bài toán 2: Bài tập về moment ngẫu lực

Bước 1: Xác định ngẫu lực, cánh tay đòn của ngẫu lực.

Giữa giá của hai lực thành phần dựng đoạn thẳng vuông góc => là cánh tay đòn của ngẫu lực.

Bước 2: Áp dụng công thức xác định moment ngẫu lực

M = F.d

Trong đó:

+ M là moment ngẫy lực (N.m)

+ F₁ = F₂ = F: độ lớn của mỗi lực (N)

+ d = d₁ + d₂: cánh tay đòn của ngẫu lực (m)

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Hai lực ${\overrightarrow{F}}_1,{\overrightarrow{F}}_2$ song song cùng chiều có độ lớn lần lượt là 15 N và 20 N. Độ lớn của hợp lực $\overrightarrow{F}$ có giá trị là bao nhiêu?

A. 30 N.

B. 35 N.

C. 40 N.

D. 45 N.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là B

Hai lực song song cùng chiều nên hợp lực $F=F_1+F_2=15+20=35N$

Ví dụ 2: Một người gánh hai thúng, một thúng gạo nặng 600 N và một thúng ngô nặng 400 N. Đòn gánh dài 2 m. Hỏi vai người này phải đặt ở điểm nào để đòn gánh cân bằng và vai chịu một lực bằng bao nhiêu? Bỏ qua trọng lượng của đòn gánh.

A. Vai người chịu tác dụng của lực 500 N; vai người đặt tại điểm cách đầu treo thúng gạo 120 cm.

B. Vai người chịu tác dụng của lực 1000 N; vai người đặt tại điểm cách đầu treo thúng gạo 120 cm.

C. Vai người chịu tác dụng của lực 500 N; vai người đặt tại điểm cách đầu treo thúng gạo 80 cm.

D. Vai người chịu tác dụng của lực 1000 N; vai người đặt tại điểm cách đầu treo thúng gạo 80 cm.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là D

Trọng lượng của thúng gạo là: $P_1=600N$ 

Trọng lượng của thúng ngô là: $P_2=400N$ 

Vai người chịu tác dụng của một lực là: $P=P_1+P_2=600+400=1000N$

Ta có: $\frac{P_1}{P_2}=\frac{{\mathrm{OO}}_2}{{\mathrm{OO}}_1}=\frac{600}{400}=\frac{3}{2}=>3.{\mathrm{OO}}_1-2.{\mathrm{OO}}_2=0\left(1\right)$

Lại có: ${\mathrm{OO}}_1+{\mathrm{OO}}_2=200\mathrm{cm}\left(2\right)$

Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình:  

Vậy vai người gánh một lực là P = 1000N, điểm đặt của vai cách đầu treo thúng gạo một khoảng là 80 cm.

Ví dụ 3: Trong các nhận định dưới đây, nhận định nào là đúng?

(Câu hỏi nhiều lựa chọn)

A. Có thể dùng quy tắc hợp lực song song (ngược chiều) để tìm hợp lực của ngẫu lực.

B. Ngẫu lực là hệ gồm hai lực song song, ngược chiều và có độ lớn bằng nhau.

C. Moment của ngẫu lực tính theo công thức: M = F.d (trong đó d là cánh tay đòn của ngẫu lực).

D. Nếu vật không có trục quay cố định chịu tác dụng của ngẫu lực thì nó sẽ quay quanh một trục đi qua trọng tâm và vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực.

E. Khi lực tác dụng càng lớn thì moment của lực càng lớn.

F. Khi tác dụng một lực $\overrightarrow{F}$ có giá đi qua trọng tâm của một vật thì vật đó sẽ vừa có chuyển động tịnh tiến, vừa có chuyển động quay.

Hướng dẫn giải

Các nhận định đúng:

B. Ngẫu lực là hệ gồm hai lực song song, ngược chiều và có độ lớn bằng nhau.

C. Moment của ngẫu lực tính theo công thức: M = F.d (trong đó d là cánh tay đòn của ngẫu lực).

D. Nếu vật không có trục quay cố định chịu tác dụng của ngẫu lực thì nó sẽ quay quanh một trục đi qua trọng tâm và vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực.

E. Khi lực tác dụng càng lớn thì moment của lực càng lớn.

Ví dụ 4: Tác dụng cặp ngẫu lực có độ lớn F₁ = F₂ = F = 10N vào vật có trục quay và khoảng cách từ giá của mỗi lực đến trục quay là 10 cm. Độ lớn của moment ngẫu lực là

A. 10 N.m.           

B. 20 N.m.           

C. 2 N.m.             

D. 1 N.m.

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là C.

Áp dụng công thức:

M = F₁.d₁ + F₂.d₂ = F. (d₁ + d₂) = 10.(0,1+0,1) = 2 N.m

3. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Đặt tại hai đầu thanh AB dài 60 cm hai lực song song cùng chiều và vuông góc với AB. Lực tổng hợp <![if !vml]><![endif]> được xác định đặt tại O cách A một khoảng 15 cm và có độ lớn 12 N (Hình 13.2). Độ lớn của lực $\overrightarrow{F_1^{}}$ bằng bao nhiêu?

A. 12 N.

B. 9 N.

C. 15 N.

D. 3 N.

Bài 2: Trò chơi “Xếp đá cân bằng” là môn nghệ thuật sao cho việc sắp xếp những hòn đá lên nhau được cân bằng như Hình 13.4. Dưới góc nhìn vật lí, em hãy cho biết nguyên nhân chính tạo nên sự cân bằng của hệ các viên đá.

Bài 3: Ta cần tác dụng một moment ngẫu lực 12 N.m để làm quay bánh xe như Hình 14.8. Xác định độ lớn lực tác dụng vào bánh xe ở Hình 14.8a và Hình 14.8b. Từ đó, hãy cho biết trường hợp nào sẽ có lợi hơn về lực.

A. Hình a: 30 N; hình b: 52 N. Ở hình a có lợi hơn về lực.

B. Hình a: 3 N; hình b: 5,2 N. Ở hình b có lợi hơn về lực.

C. Hình a: 52 N; hình b: 30 N. Ở hình a có lợi hơn về lực.

D. Hình a: 30 N; hình b: 52 N. Ở hình b có lợi hơn về lực.

Bài 4: Hai lực của ngẫu lực có độ lớn F = 20 N, khoảng cách giữa hai giá của ngẫulực là d = 30 cm. Xác định moment của ngẫu lực.

A. 4 N.m.

B. 5 N.m.

C. 6 N.m.

D. 7 N.m.

Bài 5: Một vật rắn phẳng, mỏng có dạng một tam giác đều ABC, cạnh a = 20 cm. Người ta tác dụng một ngẫu lực nằm trong mặt phẳng của tam giác. Các lực này có độ lớn 8 N và đặt vào hai đỉnh A và C và song song với BC. Xác định moment của ngẫu lực.

A. 13,8 N.m.

B. 138 N.m.

C. 0,138 N.m.

D. 1,38 N.m.

Bài 6: Một tấm ván nặng 150 N được bắc qua một con mương. Biết trọng tâm G của tấm 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.

A. $F_A=50N;F_B=100N$

B. $F_A=5N;F_B=10N$

C. $F_B=50N;F_A=100N$

D. $F_B=5N;F_A=10N$

Bài 7: Cặp lực nào trong hình 2.17 là ngẫu lực?

A. Hình a.

B. Hình b.

C. Hình c.

D. Hình d.

Sử dụng dữ kiện sau để giải bài 8, 9

Hai thanh dầm thép đồng chất, có trọng tâm tại A và B, đặt chồng lên nhau như hình 2.18. Thanh dài hơn có trọng lượng 10 kN.

Bài 8: Xác định hợp lực (độ lớn P và giá) của các trọng lực tác dụng lên hai thanh dầm.

A. P = 15 kN, khoảng cách từ giá của $\overrightarrow{P}$ đến giá của $\overrightarrow{P_1}$ và $\overrightarrow{P_2}$ lần lượt là $\frac{L}{12}$ và $\frac{L}{12}$.

B. P = 15 kN, khoảng cách từ giá của $\overrightarrow{P}$ đến giá của $\overrightarrow{P_1}$ và $\overrightarrow{P_2}$ lần lượt là $\frac{L}{6}$ và $\frac{L}{12}$.

C. P = 15 kN, khoảng cách từ giá của $\overrightarrow{P}$ đến giá của $\overrightarrow{P_1}$ và $\overrightarrow{P_2}$ lần lượt là $\frac{L}{6}$ và $\frac{L}{6}$.

D. P = 15 kN, khoảng cách từ giá của $\overrightarrow{P}$ đến giá của $\overrightarrow{P_1}$ và $\overrightarrow{P_2}$ lần lượt là $\frac{L}{12}$ và $\frac{L}{6}$.

Bài 9: Hai thanh dầm được đặt lên các cột đỡ tại O₁ và O₂. Để hệ đứng yên thì hợp lực $\overrightarrow{F}$ của các lực đỡ bởi hai cột phải cân bằng với hợp lực $\overrightarrow{P}$ xác định ở câu a. Hỏi mỗi cột đỡ chịu một lực bằng bao nhiêu?

A. F₁ = 875 kN và F₂ = 6,25 kN.

B. F₁ = 8,75 kN và F₂ = 625 kN.

C. F₁ = 8,75 kN và F₂ = 6,25 kN.

D. F₁ = 87,5 kN và F₂ = 6,25 kN.

Bài 10: Ngẫu lực là

A. một lực tác dụng lên vật rắn có phương đi qua trục quay.

B. hệ hai lực song song, ngược chiều, có độ lớn bằng nhau.

C. hệ hai lực song song, ngược chiều, cùng tác dụng vào một vật.

D. hệ hai lực song song, ngược chiều, có độ lớn bằng nhau và cùng đặt vào một vật.

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí 10 hay, chi tiết khác:

• Bài tập về công và công suất
• Bài tập cơ năng
• Bài tập tính động lượng
• Bài tập về định luật bảo toàn động lượng
• Bài tập về chuyển động tròn đều

Lời giải bài tập lớp 10 sách mới:

• Giải bài tập Lớp 10 Kết nối tri thức
• Giải bài tập Lớp 10 Chân trời sáng tạo
• Giải bài tập Lớp 10 Cánh diều

---