Vì sao đẩy lệch tâm có thể làm một vật vừa trượt vừa quay?

Giải thích nguyên lý

Một lực có thể đồng thời làm đổi vận tốc của khối tâm và tạo tác dụng làm quay quanh khối tâm. Đường tác dụng lệch tâm tạo moment; cùng lực đặt qua tâm thì moment quanh tâm bằng không. Vì vậy độ lớn và hướng của lực chưa đủ mô tả toàn bộ chuyển động của vật rắn: vị trí đặt lực cũng quan trọng.

Ví dụ tính từng bước

Một tấm cứng 2 kg nằm trên bàn ngang nhẵn, ban đầu đứng yên, được đẩy bởi lực ngang 4 N. Dù đường tác dụng qua tâm hay lệch tâm, gia tốc khối tâm lúc đầu đều bằng 4/2 = 2 m/s². Nếu đường tác dụng cách tâm 0,20 m, moment quanh tâm có độ lớn 4 × 0,20 = 0,80 N·m; khi đường đi qua tâm, moment đó bằng 0. Trường hợp lệch tâm có thể bắt đầu quay đồng thời tịnh tiến.

Điểm dễ hiểu sai

Không lấy cánh tay đòn là khoảng cách từ tâm đến điểm đặt nếu lực không vuông góc đoạn ấy. Cần khoảng cách vuông góc từ tâm tới đường tác dụng.

Tự kiểm tra

Nếu giữ lực nhưng tăng khoảng cách vuông góc lên 0,30 m, moment là bao nhiêu? Đáp án: 1,20 N·m.

Điều kiện áp dụng

Hình nhìn từ trên; trọng lực và phản lực bàn cân bằng theo phương đứng, bỏ qua ma sát. Chỉ tính gia tốc khối tâm và moment tại thời điểm đầu, không dùng công thức moment quán tính hay dự đoán góc quay.

Đọc hình minh họa

Hai tấm cứng giống nhau nhìn từ trên, một lực đi qua tâm và một lực lệch tâm 0,20 m; cả hai có gia tốc tâm như nhau nhưng moment khác nhau. Các mũi tên chỉ đại lượng theo nhãn; hình định tính không dùng để đo tỉ lệ lực hoặc độ dài. Các đồ thị đọc theo số liệu và đơn vị hai trục.

Học tiếp

Moment lực là gì và đo bằng đơn vị nào Vật rắn cân bằng cần thêm điều kiện gì