Vì sao đẩy thùng ở vị trí cao có thể làm thùng lật trước khi trượt?

Giải thích nguyên lý

Lực đẩy ngang vừa có thể gây trượt vừa tạo moment làm thùng lật quanh mép đáy. Hai ngưỡng phải được so sánh, không chỉ xét ma sát. Đẩy cao hơn làm moment của cùng lực lớn hơn. Khi ngưỡng lật thấp hơn ngưỡng trượt, trạng thái đứng yên có thể mất ổn định bằng cách lật trước.

Ví dụ tính từng bước

Thùng đồng chất nặng 20 N, đáy rộng 0,20 m theo chiều đẩy, lực đặt ngang ở độ cao h. Tại ngưỡng lật quanh mép trước, Fh = 20 × 0,10. Nếu h = 0,40 m thì F lật = 5 N. Với μ nghỉ = 0,40, ngưỡng trượt là 8 N, nên mô hình đạt ngưỡng lật trước. Nếu h = 0,20 m, F lật = 10 N và ngưỡng trượt 8 N đến trước.

Điểm dễ hiểu sai

Không dùng phản lực đặt mãi tại giữa đáy khi thùng sắp lật; vị trí tác dụng tổng phản lực thay đổi về mép. Chiều cao điểm đẩy không phải chiều cao trọng tâm trong công thức trên.

Tự kiểm tra

Kiểm ở lực 5 N: ma sát cần 5 N chưa vượt 8 N, nên điều kiện không trượt vẫn có thể thỏa khi sắp lật.

Điều kiện áp dụng

Lực tăng chậm, thùng cứng, nền ngang, trọng tâm có hình chiếu giữa đáy, bỏ động lực học sau khi bắt đầu lật; không thử với đồ nặng.

Đọc hình minh họa

Thùng có trọng lực qua giữa đáy và lực đẩy ở hai độ cao, mép lật được tô nổi; so ngưỡng lật 5 hoặc 10 N với ngưỡng trượt 8 N. 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 Xác định chiều của lực ma sát đúng cách