Hợp lực từ lên khung bằng0: vì sao khung vẫn có thể quay?

Vật lý 12 · Ôn tập kiến thức THPT

Hợp lực bằng0 chỉbảo đảm khôngcó giatốc tịnhtiến do những lực ấy; mômen cóthể khác0. Hai lực đối nhau nhưngkhông cùnggiá tạo thànhngẫu lực làmkhung quay.

Khung chữnhật trongmặtphẳngxz, hai cạnh đứngdài0,10m cách nhau0,20m, mangdòng2,0A. B đều0,50T theo+x, nằmtrongmặtphẳng khung. Hai cạnh ngang song songB nênkhôngchịu lực từ trongmôhình dây thẳng.

Hai cạnh đứng mangdòng ngượcchiều, chịu lực±y, cùngđộlớnF=BIl=0,10N. Tổng vectơ lực bằng0. Nhưng giá củahai lực cách nhau0,20m, nênmômen ngẫu lực vềtrục thẳngđứng quatâm cóđộlớn M=F·0,20=0,020N·m.

Kiểm theo từngcạnh:cánh tayđòn0,10m; mỗi lực tạo0,010N·m vàhai mômen cùngchiều quay, tổng0,020. Không lấyhiệu mômen chỉvì hai lực cóchiều đối nhau. Nếu đổi chiều dòng, hướngquay đổichiều trongcùng tưthế.

Tự luyện: giữmọi thứ nhưnghai cạnh đứng chỉcách0,10m, mômen còn0,010N·m; hợp lực vẫn0. Nếu B đổi sangvuông mặtphẳng khung, mômen quay trongtưthế nàybằng0 dù lực trêntừngcạnh cóthể khác0, vì quan hệgiá lực đãđổi.

Khung tựdo bắtđầu quay khimômen khác0; muốn giữcốđịnh cầnmômen ngoài cân bằng. Không khẳngđịnh vừa hợp lực0 vừa mômen0 nếuchưa tính. Khi khungquay góc khác, cánh tayđòn hữuhiệu vàhướngB tươngđối đổi; không giữM=0,020 ởmọitưthế. Đơn vịN·m của mômen cùngthứ nguyênJ nhưngmômen khôngphải nănglượng; chỉkhimômen thực hiện quay mới tínhcông với góc phùhợp. Đây làphânbiệt cân bằngtịnhtiến vàquay từnhững lực cógiá khácnhau.

Đọc tiếp: Lực từ lên dây · Chiều lực từ.