Người ta đặt một thanh đồng chất AB dài 90 cm, khối lượng m = 2kg lên một giá đỡ tại O và móc vào hai đầu A, B của thanh hai trọng vật có khối lượng m1 = 4kg và m2 = 6kg. Vị trí O đặt giá đỡ để thanh nằm cân bằng cách đầu A
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai+ Điểm đặt O1 của trọng lực \(\vec P\)
của thanh cách A 45 cm.
+ Áp dụng quy tắc hợp lực song song để xác định vị trí điểm đặt hợp lực của hai lực \(\overrightarrow {{P_A}} ;\overrightarrow {{P_B}} \) là O2, O2 thỏa mãn điều kiện:
\(\left\{ \begin{array}{l} \frac{{BO}}{{AO}} = \frac{{PA}}{{PB}} = \frac{{{m_A}}}{{{m_B}}} = \frac{4}{6} = \frac{3}{2}\\ AO + BO = 90cm \end{array} \right.\)
+ Suy ra: AO = 1,5BO ⟹ AO + BO = 2,5BO = 90 cm
⟹ BO = 36 cm, AO = 54 cm.
⟹ Điểm đặt hợp lực \(\vec F = \overrightarrow {{P_A}} + \overrightarrow {{P_B}} \) của hai trọng vật cách A: 54 cm, cách O1: 54 – 45 =9 cm.
+ Hợp lực của \(\vec F\overrightarrow {;P} \) có điểm đặt tại O thỏa mãn quy tắc hợp lực song song \(\frac{{{O_1}O}}{{{O_2}O}} = \frac{F}{P}\)
+ Vì \(F{\rm{ }} = {\rm{ }}{P_A}\; + {\rm{ }}{P_B}\; = {\rm{ }}{m_1}.g{\rm{ }} + {\rm{ }}{m_2}.g{\rm{ }} = {\rm{ }}4.10{\rm{ }} + {\rm{ }}6.10{\rm{ }} = {\rm{ }}100{\rm{ }}N;{\rm{ }}P{\rm{ }} = {\rm{ }}m.g{\rm{ }} = {\rm{ }}20{\rm{ }}N\) nên \(\frac{{{O_1}O}}{{{O_2}O}} = \frac{{100}}{{20}} = 5 \to {O_1}O = 5{O_2}O\)
+ Lại có:
\(\begin{array}{*{20}{l}} {{O_2}O{\rm{ }} + {\rm{ }}{O_1}O{\rm{ }} = {\rm{ }}{O_1}{O_2}\; = {\rm{ }}9{\rm{ }}cm.}\\ { \Rightarrow \;{O_2}O{\rm{ }} + {\rm{ }}5{O_2}O{\rm{ }} = {\rm{ }}6{O_1}O{\rm{ }} = {\rm{ }}9{\rm{ }}cm\;}\\ { \Rightarrow \;{O_1}O{\rm{ }} = {\rm{ }}1,5{\rm{ }}cm} \end{array}\)
⇒ Vị trí O cách A: 54 – 1,5 = 52,5 cm.