Bài 5: Sự cân bằng lực - quán tính
I. HAI LỰC CÂN BẰNG
1. Hai lực cân bằng là gì?
- Hai lực cân bằng là hai lực cùng tác dụng lên một vật, có cường độ bằng nhau, phương nằm trên cùng một đường thẳng, chiều ngược nhau.
2. Tác dụng của hai lực cân bằng lên một vật đang chuyển động
- Dưới tác dụng của các lực cân bằng:
+ Vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên.
+ Vật đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều.
$\longrightarrow$ Chuyển động này được gọi là chuyển động theo quán tính.
II. QUÁN TÍNH
1. Nhận xét
- Khi có lực tác dụng, mọi vật không thể thay đổi vận tốc đột ngột được, vì mọi vật đều có quán tính. Có thể nói, quán tính là tính chất giữ nguyên vận tốc và hướng chuyển động của vật.
- Lực tác dụng càng lớn thì sự biến đổi chuyển động diễn ra càng nhanh.
Ví dụ: Người ngồi trên xe ô tô có xu hướng chúi về phía trước khi ô tô phanh đột ngột do có quán tính.
- Vật có khối lượng càng lớn thì sự biến đổi chuyển động diễn ra càng chậm.
Ví dụ: Hai ô tô có khối lượng khác nhau đang chuyển động với cùng một vận tốc. Nếu hãm phanh với lực có cùng độ lớn thì ô tô có khối lượng lớn hơn sẽ lâu dừng lại hơn.
2. Vận dụng
$\bullet \,\,$ C6:
Búp bê đang đứng yên trên xe. Bất chợt đẩy xe chuyển động về phía trước (H.5.4). Hỏi búp bê sẽ ngã về phía nào? Tại sao?
Trả lời:
- Búp bê đang đứng yên trên xe. Bất chợt đẩy xe chuyển động về phía trước, khi đó búp bê sẽ ngã về phía sau.
- Khi xe đứng yên, búp bê đứng yên cùng với xe. Khi bất chợt đẩy xe chuyển động về phía trước, chân búp bê chuyển động về phía trước cùng với xe, nhưng do quán tính nên thân và đầu búp bê chưa kịp chuyển động, vì vậy búp bê ngã ra phía sau.
$\bullet \,\,$ C7:
Đẩy cho xe và búp bê cùng chuyển động rồi bất chợt xe dừng lại. Hỏi búp bê sẽ ngã về phía nào? Tại sao?
Trả lời:
- Búp bê sẽ ngã về phía trước. Vì khi xe dừng đột ngột, mặc dù chân búp bê bị dừng lại cùng với xe, nhưng do quán tính nên thân búp bê vẫn chuyển động và nó nhào về phía trước.
$\bullet \,\,$ C8:
Hãy dùng khái niệm quán tính để giải thích các hiện tượng sau đây:
a) Khi ôtô đột ngột rẽ phải, hành khách trên xe bị nghiêng về bên trái.
b) Khi nhảy từ bậc cao xuống, chân ta bị gập lại.
c) Bút tắc mực, ta vẩy mạnh, bút lại có thể viết tiếp được.
d) Khi cán búa lỏng, có thể làm chặt lại bằng cách gõ mạnh đuôi cán xuống đất.
e) Đặt một cốc nước lên tờ giấy mỏng. Giật nhanh tờ giấy ra khỏi đáy cốc thì cốc vẫn đứng yên.
Giải thích:
a) Ôtô đột ngột rẽ phải, do quán tính, hành khách không thể đổi hướng chuyển động ngay mà tiếp tục theo chuyển động cũ nên bị nghiêng người sang trái.
b) Nhảy từ bậc cao xuống, chân chạm đất bị dừng lại ngay, nhưng người còn tiếp tục chuyển động theo quán tính nên làm chân gập lại.
c) Bút tắc mực, nếu vẩy mạnh, bút lại có thể viết tiếp được vì do quán tính nên mực tiếp tục chuyển động xuống đầu ngòi bút khi bút đã dừng chuyển động.
d) Khi gõ mạnh đuôi cán búa xuống đất, cán đột ngột bị dừng lại, do quán tính đầu búa tiếp tục chuyển động gắn chặt vào cán búa.
e) Khi ta giật nhanh tờ giấy ra khỏi đáy cốc, cốc vẫn đứng yên vì do quán tính nên cốc chưa kịp thay đổi vận tốc.
