Vì sao giữ cán chổi bằng hai tay sát nhau có thể cần lực lớn ở mỗi tay?

Giải thích nguyên lý

Hai tay không nhất thiết cùng đỡ lên với lực bằng nhau. Khi cùng giữ một cán ngang, chúng có thể tạo một cặp lực ngược chiều để cân bằng moment của trọng lượng. Khoảng cách hai tay nhỏ làm lực cần để tạo cùng tác dụng quay lớn hơn. Phải giải cả cân bằng lực và moment, không chia đôi trọng lượng theo cảm giác.

Ví dụ tính từng bước

Cán mô hình đồng chất dài 1 m, trọng lượng 10 N đặt tại giữa. Tay trái giữ đầu x = 0; tay phải ở x = 0,10 m. Moment quanh tay trái đòi lực tay phải lên 50 N; tổng lực đứng bằng 0 đòi tay trái ép xuống 40 N. Nếu tay phải ở x = 0,40 m, lực lên chỉ còn 12,50 N và lực xuống tay trái 2,50 N.

Điểm dễ hiểu sai

Các lực tính là lực tay lên cán. Cán tác dụng lại lên tay theo chiều ngược. Không gọi 50 N là trọng lượng mới của cán.

Tự kiểm tra

Kiểm bộ đầu: 50 × 0,10 = 10 × 0,50 và 50 − 40 − 10 = 0.

Điều kiện áp dụng

Cán cứng, nằm ngang đứng yên, hai tay có thể vừa kéo vừa ép theo liên kết đã giả định; bỏ lực khác, không suy mức mỏi hay khả năng cơ thể từ mô hình.

Đọc hình minh họa

Cán ngang với trọng lực giữa, hai cách đặt tay phải cách tay trái 0,10 và 0,40 m; lực tay trái xuống và tay phải lên được vẽ đúng. 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