Quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều lớp 10 (cách giải + bài tập)

Chuyên đề phương pháp giải bài tập Quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều 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 Quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều.

Quy tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều lớp 10 (cách giải + bài tập)

1. Phương pháp giải

- Hợp lực của hai lực song song, cùng chiều là một lực song song, cùng chiều với hai lực ấy và có độ lớn bằng tổng các độ lớn của hai lực thành phần:

F = F₁ + F₂

- Điểm đặt O của F chia đoạn thẳng nối điểm đặt O₁; O₂ của F₁; F₂ thành những đoạn thẳng tỉ lệ nghịch với độ lớn của hai lực ấy:

$\frac{O{O}_1}{O{O}_2}=\frac{F_2}{F_1}$

2. Ví dụ minh hoạ

Ví dụ: Cho hai lực F₁, F₂ song song cùng chiều nhau, cách nhau một đoạn 20 cm, với F₁ = 15N và có hợp lực F = 25N. Xác định lực F₂ và cách hợp lực một đoạn là bao nhiêu?

A. F₂ = 10 N, d₂ = 12 cm.

B. F₂ = 30 N, d₂ = 22 cm.

C. F₂ = 5 N, d₂ = 10 cm.

D. F₂ = 20 N, d₂ = 2 cm.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Vì hai lực song song và cùng chiều nên: $F=F_1+F_2$$\Rightarrow F_2=F-F_1=10N$

Áp dụng công thức: $F_1{d}_1=F_2{d}_2$$\Rightarrow 15\left(0,2-d_2\right)=10d_2$$\Rightarrow d_2=0,12\left(m\right)=12cm$

3. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Một người nông dân dùng quang gánh, gánh 2 thúng, thúng gạo nặng 30 kg, thúng ngô nặng 20 kg. Đòn gánh có chiều dài l,5 m. Hỏi vai người nông dân phải đặt ở điểm nào để đòn gánh cân bằng khi đó vai chịu một lực là bao nhiêu? Bỏ qua trọng lượng của đòn gánh lấy g = 10 m/s² .

A. Điểm đặt cách điểm treo thúng gạo 60 cm và hợp lực có độ lớn 300 N.

B. Điểm đặt cách điểm treo thúng gạo 60 cm và hợp lực có độ lớn 500 N.

C. Điểm đặt cách điểm treo thúng ngô 60 cm và hợp lực có độ lớn 300 N.

D. Điểm đặt cách điểm treo thúng ngô 60 cm và hợp lực có độ lớn 500 N.

Đáp án đúng là: B

Gọi d₁ là khoảng cách từ điểm treo thúng gạo đến vai, với lực:

P = m₁g = 30.10 = 300 (N)

d₂ là khoảng cách từ điểm treo thúng ngô đến vai: d₂ = 1,5 – d₁, với lực:

P₂ = m₂g = 20.10 = 200 (N)

Áp dụng công thức:

P₁.d₁ = P₂.d₂ → 300d₁ = (1,5 – d₁).200 → d₁ = 0,6 (m ) → d₂ = 0,9 (m)

Vì hai lực song song cùng chiều, nên hợp lực tác dụng vào vai là

F = P₁ + P₂ = 300 + 200 = 500 N.

Bài 2: Xác định hợp lực F của hai lực song song F₁, F₂ đặt tại A, B biết F₁ = 2N, F₂ = 6N, AB = 4cm. Xét trường hợp hai lực cùng chiều.

A. $\overrightarrow{F}$ có giá qua O cách B 3 cm, cách A l cm, cùng chiều với $\overrightarrow{F_1};\overrightarrow{F_2}$ và có độ lớn F = 8N.

B. $\overrightarrow{F}$ có giá qua O cách A 3 cm, cách B l cm, cùng chiều với $\overrightarrow{F_1};\overrightarrow{F_2}$ và có độ lớn F = 8N.

C. $\overrightarrow{F}$ có giá qua O cách A 3 cm, cách B l cm, cùng chiều với $\overrightarrow{F_1};\overrightarrow{F_2}$ và có độ lớn F = 15 N.

D. $\overrightarrow{F}$ có giá qua O cách B 3 cm, cách A l cm, cùng chiều với $\overrightarrow{F_1};\overrightarrow{F_2}$ và có độ lớn F = 6 N.

Đáp án đúng là: B

Gọi O là giao điểm của giá hợp lực F với AB

Hai lực $\overrightarrow{F_1};\overrightarrow{F_2}$ cùng chiều

Điểm đặt O trong khoảng AB.

Ta có:

Vậy $\overrightarrow{F}$ có giá qua O cách A 3 cm, cách B l cm, cùng chiều với $\overrightarrow{F_1};\overrightarrow{F_2}$ và có độ lớn = 8N.

Bài 3: Xác định vị trí trọng tâm của bản mỏng đồng chất trong hình bên.

A. Cách mép trái đoạn 36,25 cm.

B. Cách mép trái đoạn 30,2 cm.

C. Cách mép phải đoạn 25,4 cm.

D. Cách mép phải đoạn 15,6 cm.

Đáp án đúng là: A

Ta chia bản mỏng ra thành hai phần. Trọng tâm của các phần này nằm tại O₁, O₂ như hình vẽ.

Gọi trọng tâm của bản là O, là điểm đặt của hợp các trọng lực $\overrightarrow{P_1};\overrightarrow{P_2}$ của hai phần hình chữ nhật

Theo quy tắc hợp lực song song cùng chiều: $\frac{O{O}_1}{O{O}_2}=\frac{P_2}{P_1}=\frac{m_2}{m_1}$

Bản đồng chất khối lượng tỉ lệ với diện tích: $\frac{m_2}{m_1}=\frac{S_2}{S_1}=\frac{50.10}{30.10}=\frac{5}{3}$

Ngoài ra: $O_1{O}_2=O{O}_1+O{O}_2$$=\frac{60}{2}=30cm$

Từ các phương trình: $O{O}_1=18,75cm;$ $O{O}_2=11,25cm$

Suy ra trọng tâm cách mép trái đoạn: $11,25+\frac{60-10}{2}=36,25cm$

Bài 4: 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. Hãy xác định lực mà tấm ván tác dụng lên hai bờ mương.

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

B. $F_A=50N;F_B=50N$.

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

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

Đáp án đúng là C

Hai đầu của tấm ván tác dụng lên hai bờ mương là ${\overrightarrow{F}}_A,{\overrightarrow{F}}_B$. Ta có:

$\frac{F_A}{F_B}=\frac{GB}{GA}=\frac{1}{2};$$F_A+F_B=150N$$\Rightarrow F_A=50N;F_B=100N$

Bài 5: Một thanh chắn đường dài 8 m, có trọng lượng 220 N và có trọng tâm cách đầu bên trái 1,5 m. 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?

A. 1,06 N.

B. 10,6 N.

C. 106 N.

D. 1060 N.

Đáp án đúng là B

Quy tắc cân bằng: $\frac{F}{P}=\frac{GO}{OB}\Rightarrow F=P.\frac{GO}{OB}$$=220.\frac{1,8-1,5}{8-1,8}\approx 10,6N$

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

• Vận dụng quy tắc moment để tìm điều kiện cân bằng
• Vận dụng định luật bảo toàn và chuyển hoá năng lượng để giải thích hiện tượng
• Bài toán về công cơ học
• Bài toán về công suất
• Bài toán mối liên hệ giữa công suất với lực và tốc độ
• Bài toán về động năng đơn giản

Để học tốt lớp 10 các môn học 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

---