Đòn bẩy có cấu tạo như thế nào?

Chúng tôi xin giới thiệu bài Đòn bẩy có cấu tạo như thế nào? được VnDoc sưu tầm và tổng hợp lí thuyết trong chương trình giảng dạy môn Vật lý lớp 6. Hi vọng rằng đây sẽ là những tài liệu hữu ích trong công tác giảng dạy và học tập của quý thầy cô và các bạn học sinh.

Lưu ý: Nếu bạn muốn Tải bài viết này về máy tính hoặc điện thoại, vui lòng kéo xuống cuối bài viết.

Câu hỏi: Đòn bẩy có cấu tạo như thế nào?

Cấu tạo của đòn bẩy:

Thanh cứng với điểm tựa tạo thành đòn bẩy.

Khi dùng đòn bẩy để nâng vật thì đòn quay quanh điểm O gọi là điểm tựa và nó chịu tác dụng của hai lực, lực F₁ do vật tác dụng vào đòn đặt tại điểm O₁, lực F₂ do ta tác dụng vào đòn đặt tại điểm F₂

1. Đòn bẩy là gì?

Đòn bẩy là một trong các loại máy cơ đơn giản được sử dụng nhiều trong đời sống để biến đổi lực tác dụng lên vật theo hướng có lợi cho con người. Đòn bẩy là một vật rắn được sử dụng với một điểm tựa hay là điểm quay để làm biến đổi lực tác dụng của một vật lên một vật khác.

Archimedes đã từng nói: "Hãy cho tôi một điểm tựa, tôi sẽ nâng bổng Trái Đất lên". Đòn bẩy và nguyên tắc đòn bẩy được sử dụng nhiều trong các máy móc, thiết bị cũng như các vật dụng thông thường trong đời sống hằng ngày. Công thức mô men của đòn bẩy: Khoảng cách đến tâm của vật thể này x Trọng lượng của vật thể này = Khoảng cách đến tâm của vật kia x Trọng lượng của vật thể kia.

2. Tác dụng của đòn bẩy

- Dùng đòn bẩy có thể làm giảm hay làm tăng lực tác dụng lên vật.

- Khi OO₂ > OO₁ thì F₂ < F₁ và ngược lại. Vậy:

+ Muốn lợi về lực thì ta cần đặt điểm tựa O gần với đầu O₁.

Ví dụ: Khi nâng một vật bằng một lực nhỏ hơn trọng lượng P của nó. Khi đó ta được lợi về lực nhưng lại thiệt về đường đi.

+ Muốn lợi về đường đi thì ta cần đặt điểm tựa O gần với đầu O2, khi đó cho ta lợi về đường đi nhưng lại thiệt về lực.

3. Lịch sử xuất hiện của đòn bẩy

Những bằng chứng sớm nhất về cơ chế đòn bẩy bắt nguồn từ vùng Trung Đông cổ đại vào khoảng 5000 năm trước Công nguyên, khi đòn bẩy lần đầu tiên được sử dụng trong một cái cân thăng bằng đơn giản. Vào thời kỳ Ai Cập cổ đại vào khoảng 4400 năm trước Công nguyên, một bàn đạp chân có cấu tạo giống đòn bẩy đã được sử dụng trong khung dệt sớm nhất đã biết. Ở Lưỡng Hà (Iraq ngày nay) vào khoảng năm 3000 trước Công nguyên, shadouf, một thiết bị giống như cần cẩu sử dụng cơ chế đòn bẩy, đã được phát minh. Trong kỹ thuật của Ai Cập cổ đại, các công nhân đã sử dụng đòn bẩy để di chuyển và nâng các vật thể nặng hơn 100 tấn. Điều này thể hiện rõ ở các hốc, rãnh bị đòn bẩy tác dụng tạo ra trong các khối đá lớn mà không có cách nào khác để thực hiện điều này ngoài đòn bẩy.

Các tài liệu sớm nhất còn lại liên quan đến đòn bẩy có từ thế kỷ thứ 3 trước Công nguyên và được viết bởi Archimedes.

4. Các loại đòn bẩy

Các đòn bẩy được phân loại dựa theo vị trí tương đối giữa điểm tựa, lực đầu vào tác dụng (ở đây gọi tắt là lực) và vật cần nâng (tải). Ta có sự xác định ba loại đòn bẩy:

Loại I - Điểm tựa ở giữa lực đầu vào và tải: Lực ở một bên của điểm tựa và tải ở bên kia, loại này có các ví dụ: cái bập bênh, xà beng hay một cái kéo, cái kẹp quần áo hay cái cân đòn, cái búa kẹp để nhổ đinh. Hiệu quả cơ học là bất kỳ, có thể ít hơn, bằng hoặc nhỏ hơn 1.

Loại II - Tải ở giữa lực và điểm tựa: Lực ở một bên của tải và điểm tựa ở bên kia. Các ví dụ bao gồm: xe rùa, cái kìm tách hạt, cái mở nắp chai hay bàn đạp phanh ô tô, trong đó cánh tay đòn của tải nhỏ hơn cánh tay đòn của lực đầu vào, và hiệu quả cơ học luôn lớn hơn 1. Đòn bẩy loại này còn được gọi là đòn bẩy nhân lực.

Loại III - Lực ở giữa điểm tựa và tải: Tải ở một bên của lực và điểm tựa, ví dụ, một cặp nhíp, cái búa, một cặp đũa hay cái gắp, cần câu cá hay xương hàm dưới của hộp sọ người. Cánh tay đòn của lực đầu vào nhỏ hơn cánh tay đòn của tải, nên hiệu quả cơ học luôn bé hơn 1. Đòn bẩy loại này do đó còn được gọi là đòn bẩy nhân tốc độ, vì tuy rằng ta bị thiệt về lực nhưng lại được lợi về tốc độ di chuyển vật.

5. Cách xác định điểm tựa O, điểm O₁ và điểm O₂ của đòn bẩy

- Điểm tựa O là điểm nằm trên đòn bẩy mà tại đó đòn bẩy có thể quay quanh nó.

- Đòn bẩy có hai đầu, đầu nào có vật tác dụng lên nó thì đầu đó có điểm O₁. Còn đầu kia tay ta cầm để tác dụng lực lên đòn bẩy là có điểm O₂.

Ví dụ 1: Khi chèo thuyền, điểm tựa là chỗ mái chèo tựa vào mạn thuyền, điểm tác dụng của lực F₁ là chỗ nước đẩy vào mái chèo, điểm tác dụng của lực F₂ là chỗ tay cầm mái chèo.

Ví dụ 2: Khi vận chuyển vật liệu bằng xe cút kít, điểm tác dụng của lực F1 là chỗ giữa mặt đáy thùng xe cút kít chạm vào thanh nối ra tay cầm, điểm tác dụng lực F₂ là chỗ tay cầm xe cút kít.

6. Cách nhận biết dùng đòn bẩy khi nào được lợi về lực và khi nào được lợi về đường đi

- Xác định vị trí của điểm tựa O.

- Xác định điểm O₁.

- Xác định điểm O₂.

- So sánh khoảng cách OO₂ với OO₁. Nếu:

+ OO₂ > OO₁ thì F₂ < F₁: Đòn bẩy cho lợi về lực.

+ OO₂ < OO₁ thì F₂ > F₁: Đòn bẩy cho lợi về đường đi.

----------------------------------------

Như vậy chúng tôi đã giới thiệu các bạn tài liệu Đòn bẩy có cấu tạo như thế nào?. Mời các bạn tham khảo thêm tài liệu: Vật Lý lớp 6, Giải bài tập môn Vật lý lớp 6, Giải vở bài tập Vật Lý 6, Tài liệu học tập lớp 6, ngoài ra các bạn học sinh có thể tham khảo thêm đề học kì 1 lớp 6 và đề thi học kì 2 lớp 6 mới nhất được cập nhật.