Bài 19. Đòn bẩy và ứng dụng
Nội dung lý thuyết
I. Tác dụng của đòn bẩy
Trong thí nghiệm ở Hình 18.1 (Bài 18), khi tác dụng một lực vào thanh nhựa cứng theo hướng xuống dưới, có thể nâng được quả nặng lên trên. Thanh nhựa cứng trong thí nghiệm đó là một ví dụ về đòn bẩy. Khi thanh chịu tác dụng lực làm quay, đòn bẩy có thể làm thay đổi hướng tác dụng của lực.
Trong thực tiễn, hình dạng đòn bẩy rất đa dạng nhưng trục quay luôn đi qua một điểm tựa O. Khoảng cách từ giá của lực tác dụng tới điểm tựa gọi là cánh tay đòn.
II. Các loại đòn bẩy
Trong thực tiễn, tuỳ theo vị trí của điểm tựa O và điểm đặt của các lực tác dụng F1; F2 mà ta có hai loại đòn bẩy. Để dễ hình dung, ta mô tả đòn bẩy là một thanh cứng thẳng.
Đòn bẩy loại 1
Là loại đòn bẩy có điểm tựa O nằm trong khoảng giữa điểm đặt O1, O2 của các lực F1 và F2 (Hình 19.3).
Đòn bẩy loại 2
Là loại đòn bẩy có điểm tựa O nằm ngoài khoảng giữa điểm đặt O1, O2 của hai lực, lực tác dụng lên đòn bẩy F2 nằm xa điểm tựa O hơn vị trí của lực F1 (Hình 19.4).
Trong thực tiễn có một số đòn bẩy không cho ta lợi về lực. Trong trường hợp này, điểm tựa O nằm ngoài khoảng giữa điểm đặt O1, O2 của hai lực, lực tác dụng lên đòn bẩy F2 nằm gần điểm tựa O hơn vị trí của lực F1 (Hình 19.5). Có tài liệu còn gọi đây là đòn bẩy loại 3.
III. Ứng dụng của đòn bẩy
Trong cuộc sống, đòn bẩy được ứng dụng vào nhiều công việc, chế tạo nhiều công cụ hữu ích.
1. Bơm nước bằng tay
2. Đòn bẩy trong cơ thể người
Trong cơ thể chúng ta có nhiều bộ phận có cấu tạo và hoạt động tương tự một đòn bẩy. Hai ví dụ dưới đây mô tả các đòn bẩy có trong cơ thể người.
Đầu là một đòn bẩy loại 1 với trục quay là đốt sống trên cùng. Trọng lượng đầu được chia hai bên trục quay giúp đầu ở trạng thái cân bằng. Lực tác dụng giúp có thể quay quanh đốt sống là nhờ hệ thống cơ sau gáy (Hình 19.8).
Cánh tay là đòn bẩy loại 2. Khi ta cầm một vật nặng trên tay, cơ bắp tay sẽ tạo ra một lực giúp cánh tay nằm cân bằng với trục quay chính là khớp xương ở khuỷu tay (Hình 19.9).
