Mục lục bài họcĐang ở d05-b1
Torque and Static Equilibrium
Torque
$$\tau=rF\sin\theta$$where $r$ is the distance from the pivot to where the force acts, and $\theta$ the angle between $\vec r$ and $\vec F$. Only the component of force perpendicular to the lever arm produces torque.
Sign convention: counter-clockwise positive, clockwise negative — pick one and keep it.
Static equilibrium needs two conditions
$$\sum \vec F=0\quad\text{and}\quad\sum\tau=0$$Both must hold. A ladder can have zero net force yet still topple.
Choosing the pivot is free. If the body is in equilibrium, $\sum\tau=0$ about any point. Choose the pivot at an unknown force so that force drops out of the equation — this is the single most useful trick in the unit.
Momen lực $\tau=rF\sin\theta$ — chỉ thành phần lực vuông góc với cánh tay đòn mới sinh momen. Đẩy dọc theo thanh thì $\theta=0$ và momen bằng $0$, dù lực rất mạnh.
Cân bằng tĩnh cần ĐỦ HAI điều kiện: $\sum\vec F=0$ và $\sum\tau=0$. Một cái thang có thể có hợp lực bằng $0$ mà vẫn đổ.
Mẹo quan trọng nhất chương này: chọn trục quay là quyền của bạn. Nếu vật cân bằng thì $\sum\tau=0$ quanh bất kỳ điểm nào. Hãy đặt trục ngay tại chỗ có một lực chưa biết — lực đó có $r=0$ nên biến mất khỏi phương trình, và bài toán hai ẩn thành một ẩn.
Thanh đồng chất dài $4$ m, nặng $200$ N, gác trên hai giá đỡ ở hai đầu. Đặt vật $300$ N cách đầu trái $1$ m. Tính lực ở giá đỡ phải.
Đặt trục ở giá đỡ TRÁI — lực chưa biết ở đó có $r=0$ nên tự biến mất.
Trọng lượng thanh đặt tại tâm, tức cách trục $2$ m; vật cách trục $1$ m; giá phải cách $4$ m.
$$\sum\tau=0:\quad N_{\text{phải}}(4)-200(2)-300(1)=0$$$$4N_{\text{phải}}=400+300=700\ \Longrightarrow\ N_{\text{phải}}=175\ \text{N}$$Kiểm bằng phương trình lực: $N_{\text{trái}}=200+300-175=325$ N. Hợp lý — giá trái gánh nhiều hơn vì vật đặt gần nó.
Đọc xong rồi — làm thử ngay
Bài tập của chương Unit 5 — Torque and Rotational Dynamics gồm 14 câu trắc nghiệm và 4 đề tự luận, ra khó hơn đề thật 30–50%. Đáp án hiện ngay khi chọn, miễn phí.