Vì sao điểm đỡ cân bằng của một cây chổi không nhất thiết nằm giữa chiều dài cán?
Trả lời trọng tâm
Các phần của chổi không phân bố trọng lượng đều: đầu chổi có thể nặng hơn nhiều so với một đoạn cán. Điểm đỡ cân bằng phụ thuộc tác dụng quay của các phần trọng lượng quanh chỗ đỡ, không chỉ trung điểm của đường viền nhìn thấy.
Ví dụ và phân tích
Mô hình cán nhẹ có tải 3 N ở phía đầu chổi cách điểm đỡ 0,2 m, và phần tải quy về 1 N phía còn lại cách 0,6 m. Hai tác dụng quay đều 0,6 N·m nên có thể cân bằng, dù hai khoảng cách không bằng nhau.
Cách kiểm tra
Dùng thanh nhẹ với các tải mô hình được cho trên giấy, hoặc chổi nhỏ sạch do người lớn giữ gần mặt bàn. Đánh dấu điểm đỡ thử, không quăng chổi hoặc dùng đầu sắc làm trụ.
Ứng dụng
Đo chiều dài không thay được thông tin phân bố khối lượng. Muốn dự đoán một vật dễ lật về phía nào, cần xét phần nào tạo tác dụng quay lớn hơn quanh điểm đang đỡ.
Điều kiện và giới hạn
Ví dụ quy các tải về điểm và bỏ qua trọng lượng cán để dễ đọc. Chổi thật có tải phân bố dọc cán, lông đổi hình và điểm tiếp xúc hữu hạn. Không coi vị trí mô hình là công thức chung cho mọi loại chổi.
Đọc hình
Mô hình chổi có đầu nặng 3 N cách điểm đỡ 0,2 m và tải phía cán 1 N cách 0,6 m; điểm đỡ lệch về đầu nặng, hai tác dụng quay 0,6 N·m đối nhau. Hình chỉ minh họa mô hình, không phải ảnh đo thực nghiệm.