Trong bài viết dưới đây, chúng tôi sẽ chia sẻ lý thuyết Momen lực là gì? Quy tắc Momen lựccông thức tính Momen lực kèm theo các dạng bài tập có lời giải chi tiết để các bạn cùng tham khảo.

Momen lực là gì?

Momen lực là một đại lượng trong vật lý, thể hiện tác động gây ra sự quay quanh một điểm hoặc một trục của một vật thể. Momen lực này được xác định là tích khoảng cách từ giá của lực đến trục quay với độ lớn của lực và nó tỉ lệ thuận với 2 giá trị này.

Ký hiệu

Momen lực được ký hiệu là M

Đơn vị tính

Momen lực được tính bằng đơn vị N.m

Công thức tính Momen lực

M = F.d​

Trong đó:

  • M: momen lực (N.m)
  • F: lực tác dụng (N)
  • d: là khoảng cách từ tâm quay đến giá của lực F gọi là cánh tay đòn của lực F

Lưu ý:

Khi M = 0 tức d = 0. Lúc này, giá của lực sẽ đi qua tâm quay khiến cho lực mất đi tác dụng làm quay.

Khi M = F.d: Lực momen tỉ lệ thuận với độ lớn của lực và độ dài của cánh tay đòn. Do đó, nếu muốn tăng momen lực thì người sử dụng có thể tăng độ lớn của lực hoặc độ dài của cánh tay đòn, hoặc tăng đồng thời cả 2 giá trị này.

Quy tắc momen lực

Quy tắc momen là điều kiện cân bằng của vật rắn có trục quay cố định. Vật rắn có trục quay cố định và nằm cân bằng khi tổng momen lực làm vật quay theo chiều kim đồng hồ bằng tổng momen lực có tác dụng làm vật quay theo ngược chiều kim đồng hồ.

M1 = M2 ⇔ F1.d1 = F2.d2

Quy tắc momen lực còn được áp dụng trong trường hợp vật không có trục quay cố định trong tình huống cụ thể nào đó vật xuất hiện trục quay.

Tham khảo thêm:

Bài tập về công thức tính momen lực có lời giải

Ví dụ 1: Một thanh đồng chất có trọng lượng P được gắn vào tường nhờ một bản lề và được giữ nằm ngang bằng một dây treo thẳng đứng (Hình 18.1). Xét momen lực đối với bản lề. Hãy chọn câu đúng.

A. Momen của lực căng > momen của trọng lực

B. Momen của lực căng < momen của trọng lực

C. Momen của lực căng = momen của trọng lực

D. Lực căng của dây = trọng lượng của thanh.

cong-thuc-tinh-momen-luc

Lơi giải

Chọn đáp án C Vì:

Thanh chịu tác dụng của 3 lực: Trọng lực P dặt tại chính giữa thanh, lực căng T của sợi dây và phản lực toàn phần Q tại bản lề.

Thanh có thể quay quanh bản lề. Do vậy khi xét momen lực đối với bản lề thì MQ/O = 0.

Khi thanh cân bằng thì momen của lực căng = momen của trọng lực.

Ví dụ 2: Một thanh AB = 7,5 m có trọng lượng 200 N có trọng tâm G cách đầu A một đoạn 2 m. Thanh có thể quay xung quanh một trục đi qua O. Biết OA = 2,5 m. Để AB cân bằng phải tác dụng vào đầu B một lực F có độ lớn bằng bao nhiêu?

Lời giải

Áp dụng quy tắc momen lực:

P.GO = F.BO

⇒ F = (P.GO)/BO = (200.0,5) : 5 = 20 N

Ví dụ 3: Thanh kim loại có chiều dài l khối lượng m đặt trên bàn nhô ra một đoạn bằng 1/4 chiều dài thanh. Tác dụng lực có độ lớn 40N hướng xuống thì đầu kia của thanh kim loại bắt đầu nhô lên, lấy g=10m/s2. Tính khối lượng của thanh kim loại.

cong-thuc-tinh-momen-luc-1

Lời giải

Tâm quay O. Lực F làm vật quay theo chiều kim đồng hồ, trọng lực P làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ.

MF=F.OB; MP=P.OG

AG = BG = 2OB => OB = OG = 1/4.AB
Giải

áp dụng quy tắc Momen:

M=MP ⇒ F.OB=P.OG=mg.OG ⇒ m=4 kg.

Ví dụ 4: Một cái thước AB = 1 m đặt trên mặt bàn nhẵn nằm ngang, có trục quay O cách đầu A một khoảng 80 cm (Hình 18.5). Một lực F1 = 4 N tác dụng lên đầu A theo phương vuông góc với thước và lực thứ hai F2 tác dụng lên đầu B của thước và theo phương vuông góc với thước (không vẽ trên hình). Các lực đều nằm trên mặt phẳng nằm ngang. Nếu thước không chuyển động, thì lực tác dụng của trục quay O lên thước có hướng và độ lớn

A. cùng hướng với F1 và có độ lớn R = 20 N.

B. cùng hướng với F1 và có độ lớn R = 12 N.

C. ngược hướng với F1 và có độ lớn R = 16 N.

D. ngược hướng với F1 và có độ lớn R = 20 N.

cong-thuc-tinh-momen-luc-2

Lời giải

Chọn đáp án D

Thước không chuyển động chứng tỏ đang cân bằng. Áp dụng quy tắc momen lực đối với trục quay qua O ta được:

F1.OA = F2.OB ⟺ F2 = 4.80/20 = 16 N.

Đồng thời F2 cùng hướng F1 .

Suy ra lực trục quay tác dụng lên thước R = – (F1+F2 ) có độ lớn bằng R = 20 N, hướng ngược với F1.

Ví dụ 5: Một người nâng một tấm gỗ dài 1,5 m, nặng 30 kg và giữ cho nó hợp với mặt đất nằm ngang một góc 60°. Biết trọng tâm của tấm gỗ cách đầu mà người đó nâng 120 cm, lực nâng vuông góc với tấm gỗ. Tính lực nâng của người đó.

cong-thuc-tinh-momen-luc-3

Lời giải

Điều kiện cân bằng: MF/(O) = MP/(O)

→ P.d = F.OA ↔ mg.OG.cos60° = F.OA

→ 30.10.30.0,5 = F.150

→ F = 30 N.

Hy vọng với những kiến thức mà chúng tôi vừa chia sẻ có thể giúp các bạn nhớ được quy tắc và công thức tính Momen lực để áp dụng vào làm bài tập đơn giản nhé

Đánh giá bài viết