Bài 3: Momen của vật rắn | Vật rắn lý 12

Nội dung bài viết gồm hai phần:

  • Lý thuyết
  • Hướng dẫn giải một số bài tập.

A. Lý thuyết

1. Momen lực

Momen lực là một đại lượng trong vật lý, thể hiện tác động gây ra sự quay quanh một điểm hoặc một trục của một vật thể.

Kí hiệu: M

Đơn vị: N.m

Biểu thức: M = F. r

Trong đó: F là lực tác dụng (N).

R là cánh tay đòn, được xác  định bằng khoảng cách từ tâm đến giá của lực F.

2. Momen quán tính

Mô men quán tính là một đại lượng vật lý đặc trưng cho mức quán tính của các vật thể trong chuyển động quay, tương tự như khối lượng trong chuyển động thẳng.

Mức quán tính là tính chất giữ nguyên chuyển động của một vật khi không có lực tác dụng và chỉ thay đổi dần chuyển động nếu có lực tác dụng.

Kí hiệu: I

Đơn vị: kg.m­2.

Biểu thức:

  1. Momen quán tính của chất điểm quay: I = m.r2  
  2. Momen quán tính của vật rắn: I = $sum_{i} m_{i}.r^{2}_{i}$

Trong đó:

  • m là tổng khối lượng của chất điểm
  • r là khoảng cách tới trục quay.
  • mi là khối lượng chất điểm thứ i với bán kính tới trục quay là ri.

Mommen quán tính I của một số vật rắn đồng chất có khối lượng m đối với trục quay đối xứng là:

  1. Quả cầu đặc, bán kính R: $I = frac{2}{5}.m.R^{2}$
  2. Quả cầu rỗng, bán kính R: $I = frac{2}{3}.m.R^{2}$
  3. Đĩa tròn mỏng, hình trụ đặc bán kính R: $I = frac{1}{2}.m.R^{2}$
  4. Vành nhẫn, hình trụ rỗng bán kính R: I = m.R2
  5. Thanh có chiều dài l, tiết diện nhỏ: $I = frac{1}{12}.m.l^{2}$
  6. Momen quán tính của thanh đồng chất, khối lượng m, chiều dài l với trục quay đi qua đầu thanh là: $I = frac{1}{3}.m.R^{2}$

3. Momen động lượng của vật rắn

Momen động lượng của vật rắn đối với một trục quay là đại lượng vật lý đặc trưng cho khả năng chuyển động quay của vật rắn quanh trục đó.

Kí hiệu: L

Đơn vị: kg.m2/s

Biểu thức: L = I.$omega $

Momen động lượng của chất điểm: L = m.r2.$omega $ = m.v.r

Trong đó:

  • $omega $: tần số góc của chuyển động quay
  • m là khối lượng chất điểm
  • r là bán kính chất điểm
  • v là vận tốc dài của chất điểm

Momen của hệ chất điểm: L = L1 + L2+ …

Biến thiên momen động lượng: $Delta L = M.Delta t$

4. Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định

Cách 1: $M = I.gamma $

Cách 2: $M = frac{dL}{dt}$

5. Định luật bảo toàn momen động lượng

Nội dung: Nếu không có mô men lực tác động lên vật, mô men động lượng của vật thể sẽ không thay đổi theo thời gian. Nói cách khác, nếu không có momen lực tác dụng lên vật, momen động lượng của vật sẽ được bảo toàn.

Nếu M = 0 thì L = const hay L1 = L2.

Biểu thức: I1 $omega _{1}$ + I­2 $omega _{2}$ + … = I1 $omega ‘_{1}$+ I2 $omega ‘_{2}$ + …

Chú ý:

  1. Nếu I = const thì $gamma  = 0$: Vật rắn không quay hoặc quay đều quanh trục cố định.
  2. Nếu I thay đổi thì I1 $omega _{1}$ + I­2 $omega _{2}$ + … = I1 $omega ‘_{1}$+ I2 $omega ‘_{2}$ + …

Xem thêm bài viết thuộc chuyên mục: Học tập

Bài viết hay nhất

Cách Bảo Quản Cùi Bưởi Để Nấu Chè Ăn, Để Bảo Quản Được Lâu Mà Vẫn
Cách Bảo Quản Cùi Bưởi Để Nấu Chè Ăn, Để Bảo Quản Được Lâu Mà Vẫn
Cách Nấu Nước Cốt Dừa Đóng Hộp Đảm Bảo Nhất, Cách Dùng Nước Cốt Dừa Đóng Hộp
Cách Nấu Nước Cốt Dừa Đóng Hộp Đảm Bảo Nhất, Cách Dùng Nước Cốt Dừa Đóng Hộp
Cách Nấu Chè Trôi Nước Bằng Bột Năng Ngon Độc Đáo, Cách Nấu Chè Trôi Nước Ngon Dẻo Mềm Không Bị Cứng
Cách Nấu Chè Trôi Nước Bằng Bột Năng Ngon Độc Đáo, Cách Nấu Chè Trôi Nước Ngon Dẻo Mềm Không Bị Cứng
Giải Thích Về Đồ Thị Pha Phối Khí Trên Động Cơ, Cấu Tạo Hệ Thống Phối Khí Trên Động Cơ
Giải Thích Về Đồ Thị Pha Phối Khí Trên Động Cơ, Cấu Tạo Hệ Thống Phối Khí Trên Động Cơ
Cách Nấu Nước Đường Ăn Sương Sâm, Cách Làm Thạch Sương Sâm
Cách Nấu Nước Đường Ăn Sương Sâm, Cách Làm Thạch Sương Sâm
Giải GDQP- AN 11 bài 3: Bảo vệ chủ quyền lãnh thổ và biên giới quốc gia
Giải GDQP- AN 11 bài 2: Luật Nghĩa vụ quân sự và trách nhiệm của học sinh
Cách Nấu Bánh Đa Bò Nhừ Hải Phòng, 10 Món Ngon Hải Phòng Nhất Định Phải Thử
Cách Nấu Bánh Đa Bò Nhừ Hải Phòng, 10 Món Ngon Hải Phòng Nhất Định Phải Thử
Hướng Dẫn: 6 Cách Nấu Bò Kho Bằng Thịt Heo, Cách Nấu Bò Kho Ngon Đúng Điệu Chấm Bánh Mì Chuẩn
Hướng Dẫn: 6 Cách Nấu Bò Kho Bằng Thịt Heo, Cách Nấu Bò Kho Ngon Đúng Điệu Chấm Bánh Mì Chuẩn
Tip Phối Đồ Với Giày Mlb Cho Nam Nữ Cực Chất, Beecost Mua Thông Minh
Tip Phối Đồ Với Giày Mlb Cho Nam Nữ Cực Chất, Beecost Mua Thông Minh
Cách Nấu Cháo Bằng Nồi Nấu Chậm Qua Đêm, Bí Quyết Nấu Cháo Cho Bé Cực Nhàn Vẫn Ngon
Cách Nấu Cháo Bằng Nồi Nấu Chậm Qua Đêm, Bí Quyết Nấu Cháo Cho Bé Cực Nhàn Vẫn Ngon
Cách Nấu Cháo Đu Đủ Cho Bé Ăn Đu Đủ Chín, Cháo Đu Đủ Nấu Thịt Và Trứng Gà Cho Bé
Cách Nấu Cháo Đu Đủ Cho Bé Ăn Đu Đủ Chín, Cháo Đu Đủ Nấu Thịt Và Trứng Gà Cho Bé
Cách Nấu Xôi Bằng Nồi Cơm Điện Tử Toshiba, Hướng Dẫn Sử Dụng Nồi Cơm Điện Toshiba
Cách Nấu Xôi Bằng Nồi Cơm Điện Tử Toshiba, Hướng Dẫn Sử Dụng Nồi Cơm Điện Toshiba
Cách Nấu Xương Chó Với Chuối Xanh Ăn Nhanh Kẻo Hết, Công Thức Cách Làm Thịt Chó Nấu Củ Chuối
Cách Nấu Xương Chó Với Chuối Xanh Ăn Nhanh Kẻo Hết, Công Thức Cách Làm Thịt Chó Nấu Củ Chuối
Cách Làm Mỡ Hành Ăn Chuối Nấu Chấm Muối Ớt Món Ăn, Món Chuối Già Nấu Chấm Muối Ớt Món Ăn
Cách Làm Mỡ Hành Ăn Chuối Nấu Chấm Muối Ớt Món Ăn, Món Chuối Già Nấu Chấm Muối Ớt Món Ăn