Lực có thể làm quay vật
Thí nghiệm để tìm hiểu khi nào lực tác dụng làm quay vật:
Chuẩn bị:
(1) Trục thép
(2) Thanh nhựa cứng có các lỗ cách đều nhau
(3) Lực kế có thể móc vào các lỗ ở thanh nhựa
(4) Trụ thép dài khoảng 50 cm gắn trên đế kim loại
Tiến hành:
Hình 1: Kéo lực kế để thanh nhựa quay
- Lồng trục thép nhỏ ở khớp nối vào lỗ ở đầu của thanh nhựa.
- Điều chỉnh chiều cao của khớp nối sao cho khi nằm thẳng đứng, đầu dưới của thanh nhựa không chạm vào đế kim loại.
- Khi thanh nhựa đang nằm yên dọc theo trụ thép, móc lực kế vào một lỗ của thanh nhựa và kéo nhẹ lực kế sang trái, sau đó kéo sang phải. Đọc giá trị của lực kế và quan sát chuyển động của thanh nhựa.
- Đưa thanh nhựa về vị trí nằm thẳng đứng dọc theo trụ thép, móc lực kế vào một lỗ của thanh nhựa, kéo nhẹ lực kế thẳng xuống dưới, song song với thanh nhựa. Đọc giá trị của lực kế và quan sát chuyển động của thanh nhựa.
Nhận xét: Lực tác dụng lên thanh nhựa có thể làm cho thanh nhựa quay quanh trục thép nằm ngang tại O. Trục thép là trục quay của thanh nhựa.
Lực tác dụng lên một vật có thể làm quay vật quanh một trục hoặc một điểm cố định.
Ví dụ: Khi lái xe ô tô, người lái xe tác dụng lực vào vô - lăng làm vô - lăng quay quanh trục của nó; ở trò chơi vòng quay mặt trời, các carbin quay quanh một trục cố định, ...
 |
 |
| a) Người đang lái xe | b) Trò chơi vòng quay mặt trời |
| Hình 2: Một số ví dụ về lực tác dụng làm quay vật | |
II. Mômen lực
Từ nhiều quan sát và thí nghiệm về tác dụng làm quay của lực, ta có thể thấy khi lực tác dụng làm quay vật quanh một trục hoặc một điểm cố định, tác dụng làm quay của lực sẽ càng lớn nếu lực có giá trị lớn và khoảng cách từ trục quay đến giá của lực càng lớn.
Ví dụ:
Trong trò chơi bập bênh:
- Khi ngồi gần trục quay giống như bố của mình, bạn nhỏ không thể nâng bố lên.
- Khi bạn nhỏ ngồi ra xa trục quay hơn so với bố thì bạn nhỏ có thể nâng bố lên.
Hình 3: Trò chơi bập bênh
Biểu diễn lực do bố và bạn nhỏ tác dụng lên bập bênh, trong đó:
- OA là khoảng cách từ trục quay đến giá của lực (đường thẳng trùng với mũi tên biểu diễn lực) do bố tác dụng lên bập bênh.
- OB là khoảng cách từ trục quay đến giá của lực do bạn nhỏ tác dụng lên bập bênh.
Hình 4: Biểu diễn lực tác dụng lên bập bênh
Tác dụng làm quay của lực lên một vật quanh một trục hay một điểm cố định được đặc trưng bằng mômen lực. Mômen lực có liên hệ với độ lơn và khoảng cách từ trục quay đến giá của lực.
