MỘT VẬT RẮN CÓ THỂ QUAY QUANH MỘT TRỤC CỐ ĐỊNH ĐI QUA TRỌNG TÂM. VẬT...

Bài 18: Một vật rắn có thể quay quanh một trục cố định đi qua trọng tâm. Vật rắn bắt đầu quay khi chịu tác dụng của

một lực không đổi F = 2,4 N tại điểm M cách trục quay một đoạn d = 10cm và luôn tiếp tuyến với quỹ đạo chuyển

động của M. Sau khi quay được 5s thì tốc độ góc của vật rắn đạt giá trị bằng 30rad/s. Bỏ qua mọi lực cản.

a) Tính momen quán tính của vật rắn đối với trục quay của nó ?

b) Tính tốc độ góc của vật rắn tại thời điểm t

= 10s ?

c) Giả sử tại thời điểm t

= 10s vật rắn không chịu tác dụng của lực F thì vật rắn sẽ chuyển động như thế nào?

Tính toạ độ góc tại thời điểm t

= 20s ?

Chọn mốc thời gian t = 0 là lúc vật rắn bắt đầu quay, toạ độ góc ban đầu của vật rắn bằng 0 và chiều dương là

chiều quay của vật rắn.

Hướng dẫn:

              .

a) Ta có

t 0 t 30 6rad / s

t 5

Mặt khác momen lực tác dụng lên vật rắn được xác định:

F.d 2,4.0,1 2

M F.d I I 0,04kg.m

      6 

 ^.

b) áp dụng công thức:       

t 0 6.10 60rad / s  .

c) Tại thời điểm t

= 10s, vật rắn không chịu tác dụng của lực F nên M = 0,

=> I.  =0    0 . Vậy vật rắn chuyển động quay đều với tốc độ góc bằng 60rad/s.

- Để tính toạ độ góc tại thời điểm t

= 20 s, ta tính góc quay  ₁ của vật rắn trong quá trình vật rắn quay nhanh

dần đều trong khoảng thời gian t

= 10s và góc quay  ₂ của vật rắn trong quá trình vật rắn chuyển động quay đều

trong khoảng thời gian t

– t

= 20 -10 =10s.

Toạ độ góc của vật rắn tại thời điểm t

= 20s được xác định :      _{1 2} .

              

t 60.10 600rad 

Ta có :

t 1 t

1 t

1 .6.10

300rad

2 2 2

Suy ra:       _{1 2} 300 600 900rad   .

Dạng 3: Moment động lượng. Định luật bảo toàn moment động lượng

1.Biểu thức moment động lượng đối với một trục: L = I (kgm

s

)

2. Định luật bảo toàn moment động lượng: L = const.

Phát biểu: Nếu tổng các moment lực tác dụng lên một vật rắn (hay hệ vật rắn) đối với một trục bằng 0 thì

tổng moment động lượng của vật rắn (hay hệ vật) đối với trục đó được bảo toàn.

+ Nếu M = 0 thì L =const

+ Đối với hệ vật: L

+ L

+….+ L

= const

+Nếu vật có moment quán tính thay đổi: I



= I



= ……=I



CÁC BÀI TẬP CƠ BẢN