Bài 5: Sự cân bằng lực – Quán tính

Tóm tắt lý thuyết

2.1. Hai lực cân bằng

2.1.1. Hai lực cân bằng là gì?

  • Hai lực cân bằng là 2 lực cùng đặt lên vật có cường độ bằng nhau, cùng phương, ngược chiều

2.1.2. Tác dụng của hai lực cân bằng lên một vật đang chuyển động

  • Dưới tác dụng của các lực cân bằng:
    • Một vật đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên
    • Đang chuyển động sẽ tiếp tiếp tục chuyển động thẳng đều
  • Chuyển động này được gọi là chuyển động theo quán tính
  • Lưu ý :
    • Hệ lực cân bằng khi tác dụng vào một vật thì không làm thay đổi vận tốc của vật.
    • Ở lớp 6 đã đề cập đến trường hợp vật đứng yên khi chịu tác dụng của hai lực cân bằng.
    • Đối với lớp 8, yêu cầu xét tác dụng của hai lực cân bằng lên vật đang chuyển động.
    • Như vậy, tác dụng của hai lực cân bằng lên một vật được phát biểu khái quát hơn :”Một vật sẽ đứng yên hay chuyển động thẳng đều khi không có lực tác dụng lên vật và ngay cả khi các lực tác dụng lên vật cân bằng nhau”.
    • Việc dự đoán tác dụng của hai lực cân bằng lên vật chuyển động thực hiện trên cơ sở suy luận lôgic.
    • Vì lực gây ra sự thay đổi vận tốc chuyển động, còn hai lực cân bằng khi đặt lên vật đang đứng yên thì sẽ đứng yên mãi, như vậy nó không làm thay đổi vận tốc.
    • Do đó lực cân bằng tác dụng lên vật đang chuyển động cũng không làm thay đổi vận tốc nên vật sẽ chuyển động thẳng đều mãi. Kết luận này được kiểm nghiệm bằng thí nghiệm trên máy A – tút.

2.2. Quán tính

  • Khi chịu lực tác dụng, mọi vật đều không thể thay đổi vận tốc đột ngột được vì mọi vật đều có quán tính
  • Lưu ý :
    • Về quán tính, mức quán tính phụ thuộc vào khối lượng của vật. Khối lượng của vật càng lớn, mức quán tính càng lớn. Khối lượng là số đo mức quán tính.
    • Tuy nhiên trong phạm vi bài này chúng ta chỉ có thể đề cập đến sự liên quan giữa mức quán tính với khối lượng thông qua một ví dụ có tính dự đoán suy ra từ kinh nghiệm thực tế.
    • Việc định hướng mối quan hệ giữa quán tính với khối lượng chỉ thực hiện ở lớp 10 THPT.

Bài tập minh họa


Bài 1.

Đẩy cho xe và búp bê cùng chuyển động rồi bất chợt dừng xe lại. Hỏi búp bê sẽ ngâ về phía nào? Tại sao?

Bài 1

Hướng dẫn giải

  • Búp bê sẽ ngã về phía trước.
  • Bởi vì khi xe chuyển động, búp bê cũng chuyển động cùng với xe. Khi xe dừng lại đột ngột, phần chân của búp bê dừng lại cùng với xe nhưng phần thân của búp bê do có quán tính, nó lại muôn duy trì trạng thái chuyển động ban đầu, kết quả là búp bê bị ngã ra phía trước

Bài 2.

Vật nặng 0,5kg đặt trên mặt sàn nằm ngang (hình 6.1).

Bài 2

a. Hãy biểu diễn các vectơ lực tác dụng lên vật.

b. Giả sử vật được kéo chuyển động thẳng đều trên mặt sàn nằm ngang có cường độ 2N. Hãy biểu diễn các vectơ lực tác dụng lên vật. Chọn tỉ lệ xích 2N ứng với 1cm.

Hướng dẫn giải

a. Các lực tác dụng lên vật được thể hiện trong hình 6.2 và 6.3 b.

Đầu tiên vật đứng yên trên mặt bàn vì hai lực P và Q tác dụng lên vật cân bằng nhau (hình 6.2).

b. Sau đó, vật chuyển động thẳng đều trên mặt sàn nằm ngang nhờ lực kéo có cường độ 2N.

Điều này chứng tỏ lực kéo cân bằng với lực cản của mặt sàn tác dụng lên vật (hình 6.3).