Giải bài tập sách bài tập (SBT) vật lí lớp 10 chân trời sáng tạo bài 14 Moment lực. Điều kiện cân bằng của vật

A. TRẮC NGHIỆM

Câu 14.1 Chọn phát biểu đúng

A. Moment lực tác dụng lên vật là đại lượng vô hướng.

B. Moment lực đối với một trục quay được đo bằng tích của lực với cánh tay đòn của nó.

C. Moment lực là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu của lực.

D. Đơn vị của moment lực là N/m.

Câu 14.2 Moment lực đối với một trục quay là đại lượng đặc trưng cho tác dụng

A. làm vật quay.

B. làm vật chuyển động tịnh tiến.

C. vừa làm vật quay vừa chuyển động tịnh tiến.

D. làm vật cân bằng.

Câu 14.3 Chọn từ/ cụm từ thích hợp trong bảng dưới đây để điền vào chỗ trống:

Ngẫu lực là hệ hai lực (1) …, (2) …, có độ lớn (3) … và cùng tác dụng vào một vật. Dưới tác dụng của ngẫu lực, chỉ có chuyển động (4) … của vật bị biến đổi.

Câu 14.4 Trong các nhận định dưới đây, nhận định nào là đúng?

(Câu hỏi nhiều lựa chọn)

A. Có thể dùng quy tắc hợp lực song song (ngược chiều) để tìm hợp lực của ngẫu lực.

B. Ngẫu lực là hệ gồm hai lực song song, ngược chiều và có độ lớn bằng nhau.

C. Moment của ngẫu lực tính theo công thức: M = F.d (trong đó d là cánh tay đòn của ngẫu lực).

D. Nếu vật không có trục quay cố định chịu tác dụng của ngẫu lực thì nó sẽ quay quanh một trục đi qua trọng tâm và vuông góc với mặt phẳng chứa ngẫu lực.

E. Khi lực tác dụng càng lớn thì moment của lực càng lớn.

F. Khi tác dụng một lực $\vec{F}$ có giá đi qua trọng tâm của một vật thì vật đó sẽ vừa có chuyển động tịnh tiến, vừa có chuyển động quay.

Câu 14.5 Trên hai đĩa của một cân thăng bằng, người ta đặt hai đồng hồ cát giống hệt nhau có cùng trọng lượng. Cân ở trạng thái cân bằng, người ta nhanh tay lật ngược một trong hai đồng hồ cát, hiện tượng xảy ra tiếp theo là

A. cân bên đồng hồ cát bị lật sẽ nghiêng xuống.

B. cân bên đồng hồ cát không bị lật sẽ nghiêng xuống.

C. cân vẫn thăng bằng.

D. cân bị nghiêng về phía đồng hồ cát không bị lật, sau khi cát chảy hết thì cân nghiêng về phía còn lại.

Câu 14.6 Một bu lông nối khung chính và khung sau của xe đạp leo núi cần moment lực 15 N.m để siết chặt. Nếu bạn có khả năng tác dụng lực 40 N lên cờ lê theo một hướng bất kì thì chiều dài tối thiểu của cờ lê để tạo ra moment lực cần thiết là bao nhiêu?

A. 0,38 m.

B. 0,33 m.

C. 0,21 m.

D. 0,6 m.

Câu 14.7 Khi tác dụng một lực $\vec{F}$ vuông góc với cánh cửa, có độ lớn không đổi vào các vị trí khác nhau như Hình 14.1. Moment lực gây ra tại vị trí nào là lớn nhất?

A. Điểm A.

B. Điểm B.

C. Điểm C.

D. Điểm D.

Câu 14.8 Một quả cầu có trọng lượng P = 40 N được treo vào tường nhờ 1 sợi dây hợp với mặt tường một góc $\alpha =30^{o}$ như Hình 14.2. Bỏ qua ma sát ở chỗ tiếp xúc giữa quả cầu và tường. Phản lực do tường tác dụng lên quả cầu có độ lớn gần nhất với giá trị nào dưới đây?

A. 23 N.

B. 22 N.

C. 21 N.

D. 20 N.

B. TỰ LUẬN

Bài 14.1 Tác dụng các lực $\vec{F}$ có độ lớn như nhau vào cùng một vị trí trên vật nhưng khác hướng (Hình 14.3). Trường hợp nào moment của lực $\vec{F}$ có tác dụng làm quay vật quanh O là lớn nhất? Giải thích.

Bài 14.2 Xác định moment do lực $\vec{F}$  có độ lớn 10 N tác dụng vuông góc lên cờ lê để làm xoay bu lông (Hình 14.4). Biết cờ lê có chiều dài 15 cm và khoảng cách từ điểm đặt của lực đến bu lông vào cỡ 11 cm.

Bài 14.3 Một xe cẩu có chiều dài cần trục l = 20 m và nghiêng 30$^{o}$ so với phương thẳng đứng. Đầu cần trục có treo một thùng hàng nặng 2 tấn như Hình 14.5. Xác định moment lực do thùng hàng tác dụng lên đầu cần trục đối với trục quay đi qua đầu còn lại của cần trục gắn với thân máy. Lấy g = 9,8 m/s$^{2}$.

Bài 14.4 Biển quảng cáo của một quán cà phê được treo cân bằng nhờ một dây nằm ngang và dây còn lại hợp với trần một góc α như Hình 14.6.

a) Giữ cho một dây luôn căng và có phương nằm ngang, thay đổi vị trí và độ dài dây treo trên trần. Xác định điều kiện góc α để hệ có thể cân bằng.

b) Biển quảng cáo có trọng lượng là P, tính lực căng trên hai dây treo.

Bài 14.5 Một con tàu vượt biển lớn bị mắc cạn gần đường bờ biển (tương tự trường hợp của tàu Costa Concordia vào ngày 13/01/2012 tại Ý) và nằm nghiêng ở một góc như Hình 14.7. Người ta đã sử dụng các tàu cứu hộ để gây ra một lực F = 5,0.10$^{5}$ N tác dụng vào điểm A của tàu theo phương ngang để giúp tàu thẳng đứng trở lại. Xác định moment lực của lực tác dụng này tương ứng với trục quay đi qua điểm tiếp xúc của tàu với mặt đất.

Bài 14.6 Ta cần tác dụng một moment ngẫu lực 12N.m để làm quay bánh xe như Hình 14.8. Xác định độ lớn lực tác dụng vào bánh xe ở Hình 14.8a và Hình 14.8b. Từ đó, hãy cho biết trường hợp nào sẽ có lợi hơn về lực.

Bài 14.7 Có 1 quả bóng kém chất lượng trong số 13 quả bóng giống hệt nhau, biết quả bóng kém chất lượng có khối lượng nhẹ hơn các quả bóng còn lại và các quả bóng tốt có khối lượng bằng nhau. Hãy tìm cách xác định quả bóng kém chất lượng với dụng cụ hỗ trợ là 1 cân thăng bằng chỉ với tối đa 3 lần đo.