Tóm tắt lý thuyết I. Thí nghiệm 1. Thí nghiệm 1 Treo hai chùm quả cân có trọng lượng \({P_1}\) và \({P_2}\) khác nhau vào hai phía của thước, thay đổi khoảng cách từ hai điểm treo \({O_1}\), \({O_2}\) đến O để cho thước nằm ngang. Vì tác dụng làm quay của lực \({P_1}\) cân bằng với tác dụng làm quay của lực \({P_2}\) ⇒ Lực kế chỉ giá trị: \(F = {P_1} + {\rm{ }}{P_2}\) 2. Thí nghiệm 2 Tháo hai chùm quả cân đem treo chung vào trọng tâm O của thước thì thấy thước vẫn nằm ngang và lực kế vẫn chỉ giá trị \(F = {P_1} + {\rm{ }}{P_2}\) Vậy trọng lực \(\overrightarrow P = \overrightarrow {{P_1}} + \overrightarrow {{P_2}} \) đặt tại điểm O của thước là hợp lực của hai lực \(\overrightarrow {{P_1}} \) và \(\overrightarrow {{P_2}} \) đặt tại hai điểm \({O_1}\) và \({O_2}\). \(P = {P_1} + {\rm{ }}{P_2}\) hay \(\frac{{{P_1}}}{{{P_2}}} = \frac{{{\rm{O}}{{\rm{O}}_2}}}{{{\rm{O}}{{\rm{O}}_1}}}\) II. Qui tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều. 1. Qui tắc. a) Hợp lực của hai lực song song cùng chiều là một lực song song, cùng chiều và có độ lớn bằng tổng các độ lớn của hai lực ấy. b) Giá của hợp lực chia khoảng cách giữa hai giá của hai lực song song thành những đoạn tỉ lệ nghịch với độ lớn của hai lực ấy. \(F = {F_1} + {\rm{ }}{F_2}\); \(\frac{{{F_1}}}{{{F_2}}} = \frac{{{d_2}}}{{{d_1}}}\) (chia trong) 2. Chú ý. a) Qui tắc tổng hợp hai lực song song cùng chiều giúp ta hiểu thêm về trọng tâm của vật. Đối với những vật đồng chất và có dạng hình học đối xứng thì trọng tâm nằm ở tâm đối xứng của vật. b) Có nhiều khi ta phải phân tích một lực \(\overrightarrow F \) thành hai lực \(\overrightarrow {{F_1}} \) và \(\overrightarrow {{F_2}} \) song song và cùng chiều với lực \(\overrightarrow F \) . Đây là phép làm ngược lại với tổng hợp lực III. Cân bằng của một vật chịu tác dụng của ba lực song song. Hệ ba lực song song cân bằng khi hợp lực của hai lực song song, cùng chiều phải cân bằng với lực thứ 3. Giá của lực thứ 3 phải chia trong khoảng cách giữa hai lực kia. Bài tập minh họa Bài 1: Một người gánh một thùng gạo nặng 300N và một thùng ngô nặng 200N. Đòn gánh dài 1m. Hỏi vai người đó phải đặt ở điểm nào và chịu một lực bằng bao nhiêu ? Bỏ qua trọng lượng của đòn gánh. Cho biết: \({P_G} = 300{\rm{ }}N,{\rm{ }}{P_N} = 200{\rm{ }}N,{\rm{ }}AB = 1m\) .Tính \(P = ?;OA{\rm{ }} = {d_1} = ?;OB{\rm{ }} = {\rm{ }}{d_2} = ?\) Hướng dẫn giải Lực đặt vào vai người chính là trọng lượng của hai thúng ngô và gạo : \(P = {\rm{ }}{P_G} + {\rm{ }}{P_N} = 500N\) Gọi O là điểm đặt của vai trong đoạn AB Vị trí đặt vào vai người : Ta có: \(\frac{{{P_1}}}{{{P_2}}} = \frac{{OB}}{{OA}} = \frac{{{d_2}}}{{{d_1}}}\) \( \Rightarrow \frac{{{d_2}}}{{{d_1}}} = \frac{{300}}{{200}} = \frac{3}{2}\) (1) Mặt khác ta có : \(OA{\rm{ }} + {\rm{ }}OB{\rm{ }} = {\rm{ }}1{\rm{ }}m\) hay \({d_1} + {d_2} = 1{\rm{ }}m\) (2) Từ (1) và (2) ta suy ra : \({d_1} = OA = 0,4{\rm{ }}m{\rm{ }}\) \({d_2} = OB = 0,6{\rm{ }}m\) Bài 2: Hai người dùng một chiếc gậy để khiêng một vật nặng có trọng lượng 1000N. Điểm treo vật cách vai người đi trước 40cm và cách vai người đi sau là 60cm. Bỏ qua trọng lượng của gậy. Hỏi lực mà gậy tác dụng lên vai người đi trước bằng bao nhiêu? Hướng dẫn giải: Áp dụng quy tắc hợp lực hai lực song song cùng chiều : \(P = {F_1} + {F_2} = 1000N\,\,(1)\) Và \(\frac{{F_1^{}}}{{{F_2}}} = \frac{{{d_2}}}{{{d_1}}} = \frac{3}{2} \Rightarrow {F_1} = \frac{3}{2}{F_2}\,\,(2)\) Thay (2) vào (1): \(\frac{2}{3}{F_1} + {F_1} = 1000 \Leftrightarrow 5{F_1} = 3000 \Rightarrow {F_1} = 600N\)
