Skip to main content

Tính moment lực bằng tích có hướng của hai vectơ

Đề bài:

Moment lực là một đại lượng Vật lí, thể hiện tác động gây ra sự quay quanh một điểm hoặc một trục của một vật thể. Trong không gian Oxyz, với đơn vị đo độ dài là mét, nếu tác động vào cán mỏ lết tại vị trí P một lực \(\overrightarrow{F}\) để vặn con ốc ở vị trí O thì moment lực \(\overrightarrow{M}\) được tính bởi công thức \(\overrightarrow{M} = \left[\overrightarrow{OP}, \overrightarrow{F}\right]\). a) Cho \(\overrightarrow{OP} = (x; y; z)\), \(\overrightarrow{F} = (a; b; c)\). Tính \(\overrightarrow{M}\). b) Giải thích vì sao, nếu giữ nguyên lực tác động \(\overrightarrow{F}\) trong khi thay vị trí đặt lực từ P sang P' sao cho \(\overrightarrow{OP'} = 2\overrightarrow{OP}\) thì moment lực sẽ tăng lên gấp đôi. Từ đó rút ra điều gì để đỡ tốn sức khi dùng mỏ lết vặn ốc?

Phân tích bài toán

Tóm tắt đề bài
Cho hai vectơ \(\overrightarrow{OP} = (x;y;z)\) và \(\overrightarrow{F} = (a;b;
Phương pháp giải
\). Câu a yêu cầu tính tích có hướng \(\overrightarrow{M} = [\overrightarrow{OP}, \overrightarrow{F}]\). Câu b yêu cầu chứng minh khi \(\overrightarrow{OP'} = 2\overrightarrow{OP}\) thì moment lực tăng gấp đôi, rồi rút ra nhận xét thực tế.
Kiến thức cần dùng
Công thức tích có hướng của hai vectơ \(\overrightarrow{u} = (a;b;c)\) và \(\overrightarrow{v} = (a';b';c')\): \([\overrightarrow{u}, \overrightarrow{v}] = (bc' - b'c;\; ca' - c'a;\; ab' - a'b)\). Tính chất tuyến tính: \([k\overrightarrow{u}, \overrightarrow{v}] = k[\overrightarrow{u}, \overrightarrow{v}]\). c) PHƯƠNG PHÁP GIẢI: Câu a áp dụng trực tiếp công thức tích có hướng với \(\overrightarrow{u} = (x;y;z)\) và \(\overrightarrow{v} = (a;b;c)\) để tính từng thành phần. Câu b tính \([\overrightarrow{OP'}, \overrightarrow{F}]\) với \(\overrightarrow{OP'} = (2x;2y;2z)\), sau đó so sánh với \(\overrightarrow{M}\) để thấy quan hệ gấp đôi, từ đó kết luận về ứng dụng thực tế.
Ứng dụng thực tế
Khi em dùng cờ lê vặn bu-lông, nếu em cầm vào đầu cán dài hơn thì cần lực bóp tay nhỏ hơn để tạo ra cùng một moment lực — đây chính là nguyên lý đòn bẩy mà bài toán này mô tả.

Gợi ý (0/3)

Lời giải chi tiết

Các bài tập cùng bài họcBài 14. Phương trình mặt phẳng

Góp ý về bài tập

Bạn thấy nội dung có gì chưa ổn? Góp ý của bạn giúp chúng tôi cải thiện.

...