Bài 20. Các dạng cân bằng. Cân bằng của một vật có mặt chân đế

CÁC DẠNG CÂN BẰNG. CÂN BẰNG CỦA MỘT VẬT CÓ MẶT CHÂN ĐẾ

1. Các dạng cân bằng

a. Cân bằng không bền

Chọn một thước có trục quay O ở đầu thước như hình vẽ. Ban đầu thước đứng yên ở vị trí thẳng đứng, nhưng khi làm lệch thước ra khỏi vị trí này thì lập tức trọng lực gây ra một momen làm thước quay ra xa vị trí cân bằng.

Dạng cân bằng này là cân bằng không bền.

Một vật bị lệch khỏi trạng thái cân bằng không bền thì không tự trở về được vị trí đó.

b. Cân bằng bền

Khi đặt thước ở vị trí đứng yên như hình vẽ, không dễ gì làm vật rời khỏi vị trí cân bằng.

Nếu thước bị lệch khỏi vị trí cân bằng này thì trọng lực gây ra momen làm thước trở về vị trí đó. Dạng cân bằng này là cân bằng bền.

Một vật cân bằng bền khi bị lệch khỏi vị trí cân bằng thì trọng lực kéo nó trở về vị trí đó.

c. Cân bằng phiếm định

Một vật cân bằng phiếm định lả khi nó bị khỏi vị trí cân bằng đó thì trọng lực tác dụng lên nó giữ nó ở vị trí cân bằng mới.

2. Cân bằng của có mặt chân đế

a. Mặt chân đế

Mặt chân đế của một vật là mặt đáy có hình đa giác lồi nhỏ nhất chứa tất cả các điểm tiếp xúc.

b. Điều kiện cân bằng của một vật có mặt chân đế

Giá của trọng lực phải đi qua mặt chân đế hay trọng tâm rơi trên mặt chân đế (hay là trọng tâm rơi trên mặt chân đế).

Chú ý: Trọng tâm càng thấp và mặt chân đế càng rộng thì vật càng bền vững.

3. Trọng tâm của một vật rắn

a. Định nghĩa

Trọng tâm của vật rắn là điểm đặt của trọng lực tác dụng lên vật.

b. Tính chất của trọng tâm

Mọi lực tác dụng vào vật mà có giá đi qua trọng tâm sẽ làm vật chuyển động tịnh tiến.

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

Khi một vật chuyển động tịnh tiến ta có thể tính gia tốc chuyển động của nó như tính gia tốc của một chất điểm:

                                             \(\vec{a}=\dfrac{{\vec{F}}}{m}\Rightarrow a=\dfrac{F}{m}\)

Trong đó: \(m\) = khối lượng vật rắn; \(F\) = hợp lực có giá đi qua trọng tâm.

c. Phương pháp xác định trọng tâm của vật rắn phẳng nhỏ

Dùng dây dọi xác định 2 phương trọng lực(thẳng đứng) từ hai điểm treo khác nhau của thuộc vật. Giao điểm của phương 2 dây dọi chính là trọng tâm của vật.