Bỏ qua đến nội dung

Chương VIII · Lý thuyết

Bài 41. Biểu diễn lực

Trong trận kéo co, đội nào kéo mạnh hơn sẽ thắng. Ta không nhìn thấy lực, vậy làm sao biết lực mạnh hay yếu, kéo theo hướng nào, và làm sao vẽ được một lực lên giấy để người khác đọc hiểu?

Em sẽ học được

  • Nêu được đơn vị lực là niutơn (N) và dụng cụ đo lực là lực kế; đo được lực bằng lực kế.
  • Nêu được các đặc trưng của lực: điểm đặt, phương, chiều và độ lớn.
  • Biểu diễn được một lực bằng mũi tên theo tỉ xích cho trước, và đọc được lực từ một mũi tên đã vẽ.

Độ lớn và đơn vị của lực

Độ lớn của một số lực thường gặp (giá trị gần đúng)
LựcĐộ lớn
Ngón tay ấn nút bút bikhoảng 1 N1\ \text{N}
Lực sĩ nâng quả tạcó thể tới 2400 N2400\ \text{N}
Động cơ xe tải kéo xecó thể tới 10 000 N10\,000\ \text{N}

Dụng cụ đo lực là lực kế. Lực kế thường dùng trong phòng thí nghiệm là lực kế lò xo: một lò xo gắn với kim chỉ thị chạy trên bảng chia độ. Mỗi lực kế có giới hạn đo (GHĐ) và độ chia nhỏ nhất (ĐCNN) ghi trên bảng chia độ.

  1. Ước lượng độ lớn của lực cần đo.
  2. Chọn lực kế có GHĐ và ĐCNN phù hợp.
  3. Hiệu chỉnh lực kế: khi chưa đo, kim chỉ thị phải nằm đúng vạch số 00.
  4. Móc vật vào lực kế, hoặc kéo, giữ lực kế sao cho lò xo nằm dọc theo phương của lực cần đo.
  5. Đọc và ghi kết quả đo theo vạch chia gần nhất với kim chỉ thị.

Các đặc trưng của lực

Mỗi lực có bốn đặc trưng (yếu tố): điểm đặt, phương, chiều và độ lớn.

Đặc trưngÝ nghĩaVí dụ: tay kéo thùng hàng sang phải
Điểm đặtVị trí mà lực tác dụng lên vậtChỗ dây buộc vào thùng
PhươngĐường thẳng mà lực tác dụng dọc theoNằm ngang
ChiềuLực hướng về phía nào trên phương đóTừ trái sang phải
Độ lớnLực mạnh hay yếu, đo bằng niutơn30 N30\ \text{N}

Biểu diễn lực bằng mũi tên

Kí hiệu véc tơ lực là F⃗\vec{F}; độ lớn của lực kí hiệu là FF. Tỉ xích cho biết mỗi đoạn dài bao nhiêu thì ứng với bao nhiêu niutơn, ví dụ: 1 cm1\ \text{cm} ứng với 10 N10\ \text{N}.

độ daˋi mu˜i teˆn=độ lớn của lựcsoˆˊ niutơn ứng với một đơn vị độ daˋi\text{độ dài mũi tên} = \dfrac{\text{độ lớn của lực}}{\text{số niutơn ứng với một đơn vị độ dài}}

Khám phá

Vẽ mũi tên lực trên lưới

Chọn một lực, đọc đề, rồi kéo gốc (chấm xanh) và ngọn (chấm đỏ) của mũi tên trên lưới ô vuông; cũng có thể nhấn Tab để chọn một chấm rồi dùng phím mũi tên. Dòng dưới hình cho biết mũi tên em vẽ đang ứng với lực nào. Nhấn "Kiểm tra" để xem từng đặc trưng điểm đặt, phương, chiều, độ lớn đã đúng chưa.

Lực cần biểu diễn

Lực kéo thùng hàng có độ lớn 30 N, phương nằm ngang, chiều từ trái sang phải, điểm đặt tại A. Tỉ xích: 1 ô ứng với 10 N.

Thùng hàngAF
Kéo chấm xanh (gốc) và chấm đỏ (ngọn) của mũi tên; chúng bám vào các nút lưới.

Mũi tên dài 2 ô, ứng với 20 N, phương nằm ngang, chiều từ trái sang phải.

Ví dụ

Ví dụ 1

Đề bài: Biểu diễn lực kéo một chiếc xe có độ lớn 200 N200\ \text{N}, phương nằm ngang, chiều từ trái sang phải. Tỉ xích 1 cm1\ \text{cm} ứng với 50 N50\ \text{N}.
Đã hiện 0/3 bước

Ví dụ 2

Đề bài: Một mũi tên lực dài 2,5 cm2{,}5\ \text{cm}, có phương thẳng đứng, hướng từ dưới lên, gốc đặt ở đáy một chậu cây. Tỉ xích 1 cm1\ \text{cm} ứng với 20 N20\ \text{N}. Mô tả lực đó.
Đã hiện 0/3 bước

Ví dụ 3

Đề bài: Cần đo lực kéo một hộp bút trượt trên bàn, ước lượng khoảng 1 N1\ \text{N}. Có hai lực kế: lực kế 1 có GHĐ 5 N5\ \text{N}, ĐCNN 0,1 N0{,}1\ \text{N}; lực kế 2 có GHĐ 100 N100\ \text{N}, ĐCNN 5 N5\ \text{N}. Nên chọn lực kế nào và cầm lực kế thế nào?
Đã hiện 0/3 bước

Luyện tập

Đã làm 0/8 bài

Bài 1

Đơn vị đo lực trong hệ đơn vị đo lường hợp pháp của Việt Nam là

Bài 2

Những yếu tố nào là đặc trưng của lực?

Bài 3

Với tỉ xích 1 cm1\ \text{cm} ứng với 10 N10\ \text{N}, mũi tên biểu diễn lực 45 N45\ \text{N} dài bao nhiêu xentimét?

Đơn vị:cm

Bài 4

Một mũi tên lực dài 66 ô, tỉ xích 11 ô ứng với 0,5 N0{,}5\ \text{N}. Lực có độ lớn bao nhiêu niutơn?

Đơn vị:N

Bài 5

Hai đội kéo co, đội A kéo sang trái, đội B kéo sang phải. Hai lực của hai đội tác dụng lên sợi dây

Bài 6

Tỉ xích 1 cm1\ \text{cm} ứng với 5 N5\ \text{N}. Mũi tên nào biểu diễn đúng lực đẩy 20 N20\ \text{N} theo phương nằm ngang, chiều từ phải sang trái, đặt tại điểm AA trên vật?

Bài 7

Sắp xếp các bước đo lực bằng lực kế theo đúng thứ tự.

  1. Vị trí 1: Đọc và ghi kết quả đo
  2. Vị trí 2: Chọn lực kế có GHĐ và ĐCNN phù hợp
  3. Vị trí 3: Móc vật vào lực kế, giữ lực kế theo phương của lực cần đo
  4. Vị trí 4: Ước lượng độ lớn của lực cần đo
  5. Vị trí 5: Hiệu chỉnh kim chỉ thị về vạch số 0

Bài 8

Trên cùng một hình, lực F1⃗\vec{F_1} được vẽ bằng mũi tên dài 3 cm3\ \text{cm} và có độ lớn 60 N60\ \text{N}. Lực F2⃗\vec{F_2} được vẽ theo cùng tỉ xích bằng mũi tên dài 5 cm5\ \text{cm}. Độ lớn của F2⃗\vec{F_2} là bao nhiêu niutơn?

Đơn vị:N

Ghi nhớ

  • Đơn vị lực là niutơn (N\text{N}); dụng cụ đo lực là lực kế.
  • Lực có bốn đặc trưng: điểm đặt, phương, chiều, độ lớn.
  • Biểu diễn lực bằng mũi tên: gốc ở điểm đặt, phương và chiều trùng với lực, độ dài theo tỉ xích cho trước.