Bài tập Bài 22. Thực hành: Tổng hợp lực có đáp án

- Xác định xem hai lực đó là lực đồng quy hay hai lực song song, cùng chiều.

- Sử dụng các bộ dụng cụ thí nghiệm thích hợp.

1. Cách để $\overrightarrow{F_1};\overrightarrow{F_2}$  đồng quy: Di chuyển hai lực kế sao cho dây cao su và các đoạn dây chỉ song song với mặt phẳng và tâm O của thước trùng với giao điểm của sợi dây và dây cao su.

2. Cách xác định lực thay thế hai lực thành phần:

+ Đánh dấu lên bảng sắt điểm A của đầu dây cao su.

+ Tháo một lực kế ra.

+ Di chuyển lực kế còn lại sao cho đầu dây cao su trùng với điểm A đã đánh dấu.

3. Sau khi bố trí thí nghiệm như ở câu 2 thì ta ghi lại đáp án của lực kế, đó là số chỉ của lực tổng hợp, thực hiện thí nghiệm thêm ít nhất 2 lần.

Tham khảo bảng kết quả thí nghiệm dưới:

1. Kết quả hợp lực thu được bằng lí thuyết và bằng thí nghiệm gần như nhau.

Kết luận: kết quả hợp lực thu được bằng thí nghiệm tuân thủ quy tắc tổng hợp hai lực đồng quy.

2. Đề xuất phương án thí nghiệm khác

Dụng cụ:

+ Bảng

+ Hai ròng rọc động

+ Sợi dây chỉ

+ Các quả cân

- Biểu diễn các lực thành phần $\overrightarrow{F_1};\overrightarrow{F_2}$

- Lực tổng hợp $\overrightarrow{F}$  của 2 lực thành phần $\overrightarrow{F_1};\overrightarrow{F_2}$  cân bằng với trọng lực  của chùm 5 quả cân.

- Đề xuất phương án xác định hợp lực F:

+ Đo độ lớn các lực thành phần $\overrightarrow{F_1};\overrightarrow{F_2}$  và góc hợp bởi 2 lực đó là góc . Độ lớn các lực dựa vào số quả cân được treo.

+ Sử dụng công thức định lí hàm cosin trong tam giác xác định độ lớn F theo lí thuyết thông qua:

$F^2=F_1^2+F_2^2+2F_1{F}_2\cos \alpha$

+ Đo độ lớn trọng lực P (thông qua số quả cân được treo) thì gián tiếp xác định được độ lớn hợp lực F theo thí nghiệm.

- Tiến hành thí nghiệm để xác định hợp lực F (sử dụng số quả cân để gián tiếp xác định độ lớn của các lực, ví dụ 2 quả cân thì coi như lực có độ lớn 2N). Kết quả thực hiện được tham khảo bảng mẫu dưới đây:

1. Để thay thế hai lực ${\overrightarrow{F}}_1$  và ${\overrightarrow{F}}_2$  bằng một lực  mà thanh vẫn ở vị trí như khi chịu tác dụng của hai lực ${\overrightarrow{F}}_1$  và ${\overrightarrow{F}}_2$  ta thực hiện như sau:

- Lắp các dụng cụ như hình vẽ:

- Dùng bút dạ đánh dấu vị trí thanh và vị trí A, B lên bảng thép.

- Tháo các quả nặng và móc tất cả quả nặng đã dùng vào một móc treo trên thanh kim loại.

- Điều chỉnh con trượt sao cho vị trí của thanh kim loại trùng với vị trí ban đầu được đánh dấu.

2. Để hai lực ${\overrightarrow{F}}_1$  và ${\overrightarrow{F}}_2$  song song thì khi treo các quả cân các lực phải thỏa mãn biểu thức: $\frac{F_1}{F_2}=\frac{d_2}{d_1}$  .

3. Để xác định tổng hợp lực:

- Xác định vị trí lực thay thế hai lực thành phần giống câu 1.

- Tính độ lớn của lực đó.