Khi một vật rắn cân bằng dưới tác dụng của 3 lực không song song thì

I. Cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực

1. Điều kiện cân bằng

- Muốn cho một vật chịu tác dụng của hai lực ở trạng thái cân bằng thì hai lực đó phải cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều.

\[\overrightarrow {{F_1}}  =  - \overrightarrow {{F_2}} \]

- Giá của lực là đường thẳng mang vectơ lực.

2. Xác định trọng tâm của một vật phẳng, mỏng bằng phương pháp thực nghiệm

Dựa vào điều kiện cân bằng trên bằng phương pháp thực nghiệm người ta có thể xác định trọng tâm của một vật phẳng, mỏng.

- Buộc dây lần lượt vào hai điểm khác nhau trên vật rồi lần lượt treo lên. Khi vật đứng yên, vẽ đường kéo dài của dây treo. Giao điểm của hai đường kéo dài này là trọng tâm của vật. Kí hiệu là G.

- Trọng tâm G của các vật phẳng, mỏng và có dạng hình học đối xứng nằm ở tâm đối xứng của vật.

II. Cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song

1. Tổng hợp hai lực có giá đồng quy:

Muốn tổng hợp hai lực có giá đồng quy, trước hết ta phải trượt hai vật đó trên giá của chúng đến điểm đồng quy, rồi áp dụng quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực.

2. Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực không song song:

- Ba lực đó phải có giá đồng phẳng và đồng quy.

- Hợp lực của hai lực phải cân bằng với lực thứ ba.

\[\overrightarrow {{F_1}}  + \overrightarrow {{F_2}}  =  - \overrightarrow {{F_3}} \]

Sơ đồ tư duy về cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và ba lực không song song

Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về quy tắc tổng hợp hai lực đồng quy?

 1. Kiến thức

  - Nêu được định nghĩa của vật rắn và giá của lực.

  - Phát biểu được quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quy.

  - Phát biểu được điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực và của ba lực không song song.

2. Kỹ năng

  - Xác định được trọng tâm của một vật mỏng, phẳng bằng phương pháp thực nghiệm.

  - Vận dụng được các điều kiện cân bằng và quy tắc tổng hợp ba lực có giá đồng quy để giải các bài tập.

I - CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CHỊU TÁC DỤNG CỦA HAI LỰC

   1. Thí nghiệm

 Thực hiện thí nghiệm như Hình 17.1.

                                         Hình 17.1

 Nhận xét: Hai lực F1 và F2 có cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều. Vật đứng yên nếu hai trọng lượng P1 và P2 bằng nhau và nếu hai dây buộc vật nằm trên một đường thẳng.

      2. Điều kiện cân bằng

  Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực là hai lực đó phải cùng giá, cùng độ lớn và ngược chiều 

Giá của lực : là đường thẳng mang vectơ lực.

 3. Cách xác định trọng tâm của một vật phẳng mỏng bằng phương pháp thực nghiệm

 Người ta có thể xác định vị trí của trọng tâm bằng phương pháp thực nghiệm hoặc bằng phương pháp toán học căn cứ vào sự phân bố khối lượng.   

   Trường hợp vật phẳng, mỏng có dạng bất kỳ: Treo vật 2 lần bằng dây mảnh với các điểm buộc dây khác nhau, trọng tâm của vật là giao điểm của 2 đường thẳng vẽ trên vật, chứa dây treo trong 2 lần treo đó [Hình 17.2].

   Trường hợp vật phẳng, mỏng có dạng hình học đối xứng thì trọng tâm trùng với tâm đối xứng của vật [Hình

17.3].

  Vật rắn: là vật có kích thước đáng kể và hầu như không bị biến dạng dưới tác dụng của ngoại lực. Với vật rắn: do có kích thước lớn nên các lực tuy đặt vào cùng một vật nhưng có thể không cùng điểm đặt.

 Trọng tâm là điểm đặt của trọng lực của vật.

Hình 17.3

Hình 17.4

Mọi lực tác dụng mà giá đi qua trọng tâm sẽ làm vật chuyển động tịnh tiến. Mọi lực tác dụng mà giá không đi qua trọng tâm sẽ làm cho vật vừa quay vừa tịnh tiến.

    II - CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CHỊU TÁC DỤNG CỦA BA LỰC KHÔNG SONG SONG

        1. Quy tắc tổng hợp hai lực có giá đồng quy

  Muốn tổng hợp hai lực có giá đồng quy tác dụng lên một vật rắn, trước hết ta phải trượt hai lực trên giá của chúng đến điểm đồng quy rồi áp dụng  quy tắc hình bình hành để tìm hợp lực

       2. Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của  ba lực không song song.

- Ba lực đó phải có giá đồng phẳng và đồng quy.

- Hợp lực của hai lực phải cân bằng với lực còn lại.

Câu 1. Điều kiện cân bằng của một vật chịu tác dụng của hai lực?

Câu 2. Cách xác định trong tâm của vật phẳng mỏng bằng thực nghiệm? Cho biết trọng tâm của một vật mỏng, phẳng đồng chất và có dạng hình học đối xứng?

Câu 3. Quy tắc hợp lực của hai lực có giá đồng quy?  

Câu 4. Điều kiện cân bằng của vật chịu tác dụng của 3 lực không song song là gì?