Vì sao treo tấm bìa theo hai lỗ khác nhau có thể xác định trọng tâm?

Giải thích nguyên lý

Khi tấm bìa treo tự do và đã đứng yên, trọng lực có đường tác dụng đi qua điểm treo; nếu không, trọng lực còn tạo moment làm bìa xoay. Đường dây dọi qua lỗ treo cho một đường trên tấm bìa chứa trọng tâm. Treo qua lỗ thứ hai cho đường khác; giao điểm hai đường giúp tìm trọng tâm trong mặt phẳng bìa.

Ví dụ tính từng bước

Lấy tấm bìa chữ nhật đồng chất rộng 4 cm, cao 6 cm. Trong hệ tọa độ gắn với bìa, y hướng từ mép trên xuống dưới, hai góc trên A(0;0), B(4;0), trọng tâm C(2;3). Đường AC có x = 2y/3; đường BC có x = 4 − 2y/3. Giao hai đường cho y = 3 cm, x = 2 cm, đúng tâm hình chữ nhật.

Điểm dễ hiểu sai

Các đường thẳng được ghi lại trên chính tấm bìa rồi mới đối chiếu; không chồng tùy tiện hai ảnh treo với hai góc xoay khác nhau. Chờ đứng yên trước khi kẻ.

Tự kiểm tra

Với tấm bìa không đều, giao điểm đo được không bắt buộc trùng tâm hình học.

Điều kiện áp dụng

Bìa cứng phẳng, điểm treo ít ma sát, trọng trường đều, hai đường không trùng nhau, không có tay đỡ hoặc gió làm lệch.

Đọc hình minh họa

Tấm chữ nhật treo lần lượt ở hai góc và xoay tới cân bằng; dây dọi thẳng đứng, bản bìa cuối cho hai vết cắt nhau tại C(2;3) cm. 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