Tổng hợp lực, phân tích lực, độ lớn của lực vật lí 10

Lý thuyết tổng hợp lực, phân tích lực, các phương pháp tính độ lớn của lực nằm trong chủ đề Vật lí lớp 10 Lực và chuyển động

Lực là gì?

Lực là đại lượng vectơ đặc trưng cho sự tác dụng của vật này lên vật khác, biểu hiện của nó là gây ra gia tốc hoặc làm vật biến dạng.

Biểu diễn lực: bằng một đại lượng véc tơ có

  • Điểm đặt: nằm tại vật chịu tác dụng của lực
  • Phương, chiều: trùng với véc tơ biểu diễn lực
  • Độ lớn lực: tỉ lệ với độ dài của véc tơ biểu diễn lực

Video bài giảng lực, tổng hợp lực, phân tích lực

Tổng hợp lực theo phương pháp hình bình hành

Tổng hợp lực, phân tích lực, độ lớn của lực vật lí 10 13
Hình 1: hợp của 2 lực theo quy tắc hình bình hành; hình 2: hợp của 3 lực theo quy tắc hình bình hành

Phân tích lực theo quy tắc hình bình hành trên 2 phương cho trước

Nguyên tắc phân tích lực: trong các bài toán vật lí cơ bản, chúng ta phân tích lực dựa trên phương cho sẵn, thông thường chúng ta phân tích lực bình thường thành 2 lực thành phần (thành phần thứ nhất có phương vuông góc với phương chọn sẵn, thành phần thứ hai có phương song song với phương chọn sẵn)

Tổng hợp lực, phân tích lực, độ lớn của lực vật lí 10 15
Phân tích lực F thành 2 lực thành phần theo 2 phương Ox và Oy cho trước trong trường hợp vật nằm trên phương ngang và phương xiên góc

Tính độ lớn lực tổng hợp theo quy tắc hình bình hành

\[\vec{F}=\vec{F_{1}}+\vec{F_{2}}\]→ \[F=\sqrt{F_{1}^{2}+F_{2}^{2}+2F_{1}F_{2}cos\varphi }\]

=> | F1 – F2 | ≤ F ≤ F1 + F2

các trường hợp đặc biệt:

\[\vec{F_{1}}\uparrow \uparrow \vec{F_{2}}\] => F=F1 + F2

\[\vec{F_{1}}\uparrow \downarrow \vec{F_{2}}\] => F=| F1 – F2 |

\[\vec{F_{1}}\perp \vec{F_{2}}\] => \[F=\sqrt{F_{1}^{2}+F_{2}^{2}}\]

\[\vec{F_{1}}=\vec{F_{2}}\] => \[F=2F_{1}\cos\dfrac{\varphi}{2}\]

Tính độ lớn của lực, hợp lực thông qua các tính chất hình học

Nguyên tắc vận dụng để tính độ lớn của lực thông qua hình học: Coi độ lớn của lực bằng độ dài hình học mà nó được biểu diễn thông qua phân việc phân tích lực.

Tổng hợp lực, phân tích lực, độ lớn của lực vật lí 10 17
Các tính chất của tam giác vuông
Tổng hợp lực, phân tích lực, độ lớn của lực vật lí 10 19
Vận dụng tính chất tam giác vuông coi độ lớn của lực tương đương với độ dài hình học để tính
Tổng hợp lực, phân tích lực, độ lớn của lực vật lí 10 21
Vận dụng tính chất tam giác vuông coi độ lớn của lực tương đương với độ dài hình học để tính

Tính độ lớn của lực, hợp lực thông qua các định lý của tam giác thường

Tổng hợp lực, phân tích lực, độ lớn của lực vật lí 10 23
Tổng hợp lực theo quy tắc tam giác
Sử dụng định lý hàm cosin trong tam giác:

\[F_{3}^{2}=F_{1}^{2}+F_{2}^{2}-2F_{1}F_{2}cos\alpha _{3}\]

\[F_{1}^{2}=F_{3}^{2}+F_{2}^{2}-2F_{3}F_{2}cos\alpha _{1}\]

\[F_{2}^{2}=F_{1}^{2}+F_{3}^{2}-2F_{1}F_{3}cos\alpha _{2}\]

Sử dụng định lý hàm sin trong tam giác:

\[\dfrac{F_1}{\sin{\alpha_1}}=\dfrac{F_2}{\sin{\alpha_2}}=\dfrac{F_3}{\sin{\alpha_3}}\]

Chú ý: Lực là đại lượng véc tơ, các đại lượng véc tơ trong vật lí cần tính độ lớn về cơ bản đều sử dụng các phương pháp trên để tính.

Ví dụ về Bài tập Tổng hợp lực, phân tích lực, độ lớn của lực vật lí 10

Bài tập 1. Tính hợp lực của ba lực đồng qui trong một mặt phẳng. Biết góc hợp giữa 1 lực với hai lực còn lại đều là các góc 60$^{o }$và độ lớn của ba lực đều bằng 20N.

Hướng dẫn

Hướng dẫn giải bài tập tính độ lớn lực

$F_{13}=2F_{1}\cos{\dfrac{120}{2}}$ = 20N

F1 = F3 → F13 có phương trùng với đường phân giác của góc hợp bởi $\vec{F_1}$; $\vec{F_3}$

→ $\vec{F_{13}}$ ↑↑ $\vec{F_2}$ → F = F2 + F13 = 40N

[collapse]
+1
45
+1
12
+1
5
+1
5
+1
14
Subscribe
Notify of
guest

0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments
Scroll to Top