Vì sao hai nhánh dây qua ròng rọc có ma sát trục có thể căng khác nhau?

Giải thích nguyên lý

Kết luận hai nhánh dây có lực căng bằng nhau cần điều kiện phù hợp của ròng rọc lý tưởng. Khi trục có moment cản, hai lực căng khác nhau có thể tạo moment cân bằng với cản trục. Vì vậy ròng rọc đứng yên không buộc hai lực căng phải bằng nhau. Cần kiểm tra cả cân bằng lực và cân bằng moment của từng vật đã chọn.

Ví dụ tính từng bước

Ròng rọc bán kính 0,10 m đứng yên. Hai nhánh thẳng đứng có lực căng 10 N và 6 N, tiếp tuyến hai bên. Chênh moment do dây có độ lớn (10 − 6) × 0,10 = 0,40 N·m. Nếu trục cung cấp moment cản 0,40 N·m theo chiều ngược lại, tổng moment bằng 0. Lực đỡ trục còn phải cân bằng các lực và trọng lượng ròng rọc nếu có.

Điểm dễ hiểu sai

Không dùng T₁ = T₂ khi đã đưa ma sát trục đáng kể vào mô hình. Moment cản có đơn vị N·m, không phải N.

Tự kiểm tra

Nếu hai lực căng bằng nhau thì moment chênh do hai nhánh bằng bao nhiêu? Đáp án: 0 N·m.

Điều kiện áp dụng

Dây tiếp tuyến cùng bán kính, ròng rọc đứng yên, không xét dây trượt trên vành. Moment cản là moment tĩnh phù hợp, không phải luôn một giá trị cố định trong mọi trạng thái.

Đọc hình minh họa

Hai nhánh dây 10 N và 6 N kéo xuống hai bên ròng rọc; mũi tên moment cản trục ngược chiều moment do dây. 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