Vì sao dời một lực sang đường song song khác cần xét thêm ngẫu lực để giữ tác dụng lên vật rắn?

Giải thích nguyên lý

Hai lực bằng nhau cùng hướng có thể cho cùng hợp lực nhưng khác moment nếu đường tác dụng không trùng nhau. Muốn biểu diễn tương đương một lực lệch tâm bằng lực đặt tại tâm, phải bù phần moment đã mất. Một ngẫu lực có hợp lực bằng 0 nhưng moment khác 0 có thể thực hiện việc bù đó trong mô hình phẳng.

Ví dụ tính từng bước

Lực 10 N hướng phải có đường tác dụng cao hơn tâm O 0,20 m. Moment quanh O là 2 N·m theo chiều kim đồng hồ. Dời lực 10 N qua O giữ hợp lực nhưng làm moment quanh O bằng 0. Thêm ngẫu lực gồm hai lực ngang 5 N ngược chiều, cách nhau vuông góc 0,40 m, có thể tạo lại moment 2 N·m theo cùng chiều cũ.

Điểm dễ hiểu sai

Không nói lực đã được dời tự do tới mọi điểm trên vật mà không đổi tác dụng. Điều kiện dời dọc cùng đường tác dụng khác với chuyển sang đường song song khác.

Tự kiểm tra

Kiểm hệ mới: hai lực của ngẫu lực triệt tiêu về tổng lực, còn moment bù là 5 × 0,40 = 2 N·m.

Điều kiện áp dụng

Vật rắn phẳng, cùng trục moment vuông góc mặt hình, chỉ xét hợp lực và moment; không tính biến dạng hoặc động lực học quay nâng cao.

Đọc hình minh họa

Hai sơ đồ tương đương: lực lệch tâm 10 N và lực 10 N tại O cộng ngẫu lực quay thuận chiều kim đồng hồ, các cánh tay đòn có nhãn. 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