KHOA HỌC TỰ NHIÊN 8 · BÀI 18
Tác dụng làm quay của lực và moment lực – KHTN 8
Đẩy cửa gần tay nắm thường dễ hơn đẩy gần bản lề dù lực đẩy tương tự.
Học xong, em làm được gì?
Nhận biết trục quay, giá của lực và các yếu tố làm thay đổi tác dụng quay.
Kiến thức nền: Lực có phương, chiều và điểm đặt.
Nhìn hình để hiểu
Trên màn hình nhỏ, vuốt ngang hình để xem rõ chữ và mũi tên.
Lực không chỉ làm vật tịnh tiến
Vật có trục quay cố định có thể quay khi lực tác dụng tạo xu hướng quay quanh trục. Nếu giá của lực đi qua trục quay thì lực đó không gây moment đối với trục. Vì vậy chỉ nhìn độ lớn lực chưa đủ: còn cần phương, chiều và vị trí tác dụng.
Khoảng cách phải vuông góc
Tác dụng quay tăng khi lực lớn hơn hoặc khi khoảng cách vuông góc từ trục đến giá lực lớn hơn, nếu các yếu tố còn lại giữ nguyên. Khoảng cách ấy gọi là cánh tay đòn. Không đo tùy ý theo đoạn xiên từ trục tới điểm đặt.
Moment và ứng dụng
Moment lực đặc trưng cho tác dụng làm quay. Trong bài mở rộng có dữ kiện, M = Fd với d là cánh tay đòn, M tính bằng N·m. Trọng tâm lớp 8 là nhận biết và giải thích sự thay đổi tác dụng quay; không đồng nhất đơn vị N·m ở đây với việc đang tính công.
Hai ví dụ giải từng bước
Ví dụ 1
Đẩy vuông góc cánh cửa ở tay nắm và ở gần bản lề, cùng độ lớn lực.
- Trục quay là đường qua bản lề.
- Ở tay nắm, khoảng cách đến trục lớn hơn nên tác dụng quay lớn hơn.
Ví dụ 2
Mở rộng: F = 10 N, cánh tay đòn d = 0,30 m.
- M = Fd.
- M = 10 × 0,30 = 3 N·m.
Chỗ dễ nhầm
- Khoảng cách cần vuông góc với giá lực.
- Lực mạnh chưa chắc gây quay nếu giá đi qua trục.
Năm câu tự kiểm tra
Làm trước khi mở lời giải. Câu chọn đáp án, đúng–sai và trả lời ngắn có phản hồi tại chỗ; câu tự luận để em tự đối chiếu lập luận.
Câu 1
Giá lực đi qua trục quay thì moment của lực đối với trục đó thế nào?
Xem lời giải và cách kiểm tra
Đáp án: D. Bằng 0.
Cánh tay đòn bằng 0 nên không có tác dụng quay quanh trục.
Câu 2
Mở rộng: F = 20 N, d = 0,25 m. M bằng bao nhiêu N·m?
Xem lời giải và cách kiểm tra
M = 20 × 0,25 = 5 N·m.
Câu 3
Đúng hay sai?
Xem lời giải và cách kiểm tra
Kết quả: a) Đúng; b) Đúng; c) Sai; d) Đúng.
Giá lực đi qua trục không gây moment quanh trục đó. Ý d: Đúng. Moment bằng lực nhân cánh tay đòn nên có đơn vị N·m.
Câu 4
Vì sao cờ lê cán dài thường giúp xoay đai ốc dễ hơn khi dùng đúng cách?
Em viết câu trả lời ra giấy, sau đó tự đối chiếu các ý trong lời giải.
Xem lời giải và cách kiểm tra
Với lực có phương phù hợp, cán dài tạo cánh tay đòn lớn hơn, làm tăng moment. Chỉ dùng dụng cụ theo hướng dẫn an toàn.
Câu 5
Đề xuất phép so sánh ảnh hưởng vị trí đặt lực lên cửa mô hình.
Em viết câu trả lời ra giấy, sau đó tự đối chiếu các ý trong lời giải.
Xem lời giải và cách kiểm tra
Giữ độ lớn và phương lực như nhau; tác dụng ở hai vị trí cách trục khác nhau; so sánh xu hướng quay. Không đổi đồng thời cả lực và vị trí.
Sơ đồ ghi nhớ
- Xác định trục quay.
- Vẽ giá lực.
- Đo khoảng cách vuông góc.
- Lực và cánh tay đòn cùng quan trọng.