Lực là gì? Công thức tính lực (chi tiết nhất)

Bài viết Lực là gì? Công thức tính lực với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Lực là gì? Công thức tính lực.

Lực là gì? Công thức tính lực (chi tiết nhất)

1. Tổng hợp và phân tích lực

1.1. Lực là gì?

Lực là đại lượng véc tơ 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

Lực được biểu diễn bằng một mũi tên (véc - tơ)

- Gốc mũi tên là điểm đặt của lực.

- Phương và chiều của mũi tên là phương và chiều của lực

- Độ dài của mũi tên biểu thị độ lớn của lực theo một tỷ lệ xích nhất định.

1.2. Hai lực cân bằng khi nào?

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

1.3. Đơn vị của lực

Đơn vị của lực là Niutơn (N).

1.4. Tổng hợp lực là gì?

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

Phương pháp tìm hợp lực gọi là tổng hợp lực.

Quy tắc tổng hợp lực

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

Tổng hợp ba lực: $\overrightarrow{F_1},\overrightarrow{F_2},\overrightarrow{F_3}$

- Lựa 2 cặp lực theo thứ tự ưu tiên cùng chiều hoặc ngược chiều hoặc vuông góc tổng hợp chúng thành 1 lực tổng hợp $\overrightarrow{F_{12}}$

- Tiếp tục tổng hợp lực tổng hợp $\overrightarrow{F_{12}}$ trên với lực $\overrightarrow{F_3}$ còn lại cho ra được tổng hợp $\overrightarrow{F}$ cuối cùng

Công thức tính tổng hợp lực

Theo công thức quy tắc hình bình hành: $F^2={F_1}^2+{F_2}^2+2.F_1.F_2.\cos \alpha$

2. Phân tích lực

2.1. Phân tích lực là gì?

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.

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

Điều kiện cân bằng của chất điểm

Muốn cho một chất điểm cân bằng thì hợp lực của các lực tác dụng lên nó phải bằng không.

Dạng bài tổng hợp và phân tích lực

Tổng hợp các lực tác dụng lên vật.

Cách giải:

- Nếu lực cùng phương, cùng chiều thì lực tổng hợp: $F=F_1+F_2$ và có chiều cùng chiều với 2 lực.

- Nếu 2 lực cùng phương, ngược chiều thì lực tổng hợp: $F=\left|F_1-F_2\right|$ và có chiều cùng chiều với lực có độ lớn lớn hơn.

- Nếu 2 lực không cùng phương thì lực tổng hợp: $F^2={F_1}^2+{F_2}^2+2.F_1.F_2.\cos \alpha$ và có chiều theo quy tắc hình bình hành.

3. Bài tập lực

Câu 1: Cho hai lực đồng quy có độ lớn 4(N) và 5(N) hợp với nhau một góc alpha. Tính góc α. Biết rằng hợp lực của hai lực trên có độ lớn bằng 7,8(N)

Lời giải:

Theo công thức của quy tắc hình bình hành:

Ta có: $F^2={F_1}^2+{F_2}^2+2.F_1.F_2.\cos \alpha$

→ α = 60°15'

Câu 2: Cho ba lực đồng quy cùng nằm trên một mặt phẳng, có độ lớn F1 = F2 = F3 = 20 (N) và từng đôi một hợp với nhau thành góc 120°. Hợp lực của chúng của độ lớn là bao nhiêu?

Lời giải:

Ta có: $\overrightarrow{F}=\overrightarrow{F_1}+\overrightarrow{F_2}+\overrightarrow{F_3}$

Hay $\overrightarrow{F}=\overrightarrow{F_1}+\overrightarrow{F_{23}}$

Trên hình ta thấy $F_{23}$ có độ lớn là $F_{23}=2F_2\cos {60}^0=F_1$

Mà $F_{23}$ cùng phương ngược chiều với $F_1$ nên $F_{hl}=0$

Câu 3: Tính hợp lực của hai lực đồng quy $F_1=16N;F_2=12N$ trong các trường hợp góc hợp lực bởi hai lực lần lượt là α = 0°; 60°; 120°; 180°. Xác định góp hợp lực giữa hai lực để hợp lực có độ lớn 20 N.

Lời giải:

$F^2={F_1}^2+{F_2}^2+2.F_1.F_2.\cos \alpha$

Khi α = 0°; F = 28 N

Khi α = 60°; F = 24.3 N

Khi α = 120°; F = 14.4 N

Khi α = 180°;

Khi F = 20 N ⇒ α = 90°

Câu 4: Một vật nằm trên mặt góc nghiêng 30° so với phương nganh chịu trọng lực tác dụng có độ lớn là 50N. Xác định độ lớn các thành phần của trọng lực theo các phương vuông góc song song với mặt nghiêng.

Lời giải:

$P_1=P\sin \alpha =25N$

$P_2=P\cos \alpha =25\sqrt{3}N$

Câu 5: Cho lực F có độ lớn 100 N và có hướng tạo với trục Ox một góc 36,87° và tạo với Oy một góc 53,13°. Xác định độ lớn các thành phần của lực F trên các trục Ox và Oy.

Lời giải:

36.87° = 53.13°= 90°

$F_x=F.\cos \left(36,{87}^0\right)=80N$

$F_y+F.\sin \left(53,{13}^0\right)=60N$

Xem thêm các bài viết để học tốt môn Vật Lí sách mới hay, chi tiết khác:

• Vận tốc là gì? Công thức tính vận tốc

• Khối lượng riêng là gì? Công thức tính khối lượng riêng

• Vận tốc dòng nước là gì? Công thức tính vận tốc dòng nước

• Dòng điện cảm ứng là gì? Công thức tính dòng điện cảm ứng

• Cảm kháng là gì? Công thức tính cảm kháng

• Tụ điện là gì? Công thức tính tụ điện

---