Trình bày quy tắc hình bình hành lực, bài tập áp dụng quy tắc hình bình hành hợp lực

Theo quy tắc hình bình hành lực: Nếu hai lực đồng quy làm thành hai cạnh của một hình bình hành thì đường chéo kẻ từ điểm đồng quy biểu diễn hợp lực của chúng. Vậy, quy tắc hình bình hành lực được áp dụng thế nào? Cách giải bài tập ra sao? Mời bạn cùng Toploigiai trình bày quy tắc hình bình hành lực, bài tập áp dụng quy tắc hình bình hành hợp lực trong bài viết dưới đây nhé!

1. Khái niệm lực, tổng hợp lực

a. Lực là gì?

Lực là đại lượng véc tơ đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác mà kết quả là gây ra gia tốc cho vật hoặc làm cho vật biến dạng.

Đặc điểm:

+ Lực được biểu diễn bằng một mũi tên (véc –tơ )

+ Gốc mũi tên là điểm đặt của lực.                                            

+ Phương và chiều của mũi tên là phương và chiều của lực.

+ Độ dài của mũi tên biểu thị độ lớn của lực theo một tỷ lệ xích nhất định.

b. Tổng hợp lực

Tổng hợp lực là thay thế các lực tác dụng đồng thời vào cùng một vật bằng một lực có tác dụng giống hệt như các lực ấy, lực này gọi là hợp lực.

>>> Tham khảo: Quy tắc hợp lực song song cùng chiều

2. Trình bày quy tắc hình bình hành lực

Quy tắc hình bình hành: Hợp lực của hai lực quy đồng được biểu diễn bằng đường chéo của hình bình hành mà hai cạnh là những vecto biểu diễn hai lực thành phần.

Tổng hợp ba lực F₁→ , F₂→, F₃→

- Lựa 2 cặp lực theo thứ tự ưu tiên cùng chiều hoặc ngược chiều or vuông góc tổng hợp chúng thành 1 lực tổng hợp F₁₂→

- Tiếp tục tổng hợp lực tổng hợp F₁₂→  trên với lực F₃→  còn lại cho ra được lực tổng hợp F→  cuối cùng.

Theo công thức của quy tắc hình bình hành:

F² = F₁² + F₂² + 2.F₁.F₂.cosα

Lưu ý: Nếu có hai lực, thì hợp lực có giá trị trong khoảng: | F₁ - F₂ | ≤ F_hl ≤ | F₁ + F₂ |

Phân tích lực:

Phân tích lực là thay thế một lực bằng hai hay nhiều lực có tác dụng giống hệt như lực đó.

Các lực thay thế gọi là các lực thành phần.

3. Các dạng bài tập

Dạng 1: Tổng hợp hai lực

- Sử dụng quy tắc hình bình hành

- Sử dụng quy tắc hai lực cùng phương, cùng chiều

- Sử dụng quy tắc hai lực cùng phương, ngược chiều

Dạng 2: Tổng hợp ba lực F₁→ , F₂→, F₃→

Bước 1: Lựa hai cặp lực theo thứ tự ưu tiên cùng chiều hoặc ngược chiều hoặc vuông góc, tổng hợp chúng thành một lực tổng hợp −F₁₂→

Bước 2: Tiếp tục tổng hợp lực F₁₂→ với lực F₃→ còn lại cho ra được lực tổng hợp cuối cùng F→

Áp dụng quy tắc hình bình hành:

>>> Tham khảo: Cách tính hợp lực của 2 lực đồng quy

4. Bài tập áp dụng quy tắc hình bình hành hợp lực

Bài 1: Cho hai lực đồng quy có độ lớn 4(N) và 5(N) hợp với nhau một góc α. Tính góc α ? Biết rằng hợp lực của hai lực trên có độ lớn bằng 7,8(N)

Lời giải:

Ta có F1 = 4 N

F2 = 5 N

F = 7.8 N

Hỏi α = ?

Theo công thức của quy tắc hình bình hành:

F² = F₁² + F₂² + 2.F₁.F₂.cosα

Suy ra α = 60°15'

Bài 2: Tính hợp lực của hai lực đồng quy F₁=16 N; F₂=12 N trong các trương hợp góc hợp bởi hai lực lần lượt là α=0o; 60o; 120o; 180o. Xác định góc hợp giữa hai lực để hợp lực có độ lớn 20N.

Lời giải:

Khi α=0^o; F =28 N.

Khi α=60^o; F=24,3 N.

Khi α=120^o; F=14,4 N.

Khi α=180^o; F=F₁ - F₂=4 N.

Khi F=20N => α=90^o

Bài 3: Một chất điểm chịu các lực tác dụng có hướng như hình vẽ và có độ lớn lần lượt là F₁=60N, F₂=30N, F₃=40N. Xác định hướng và độ lớn lực tổng hợp tác dụng lên chất điểm

Lời giải:

Ta tổng hợp các lực như hình vẽ:

+ Tổng hợp hai lực cùng phương, ngược chiều F₁→, F₂→ ta được lực F₁₂→

Suy ra ta có:

+ Tổng hợp hai lực F₁₂→, F₃→theo quy tắc hình bình hành ta được lực tổng hợp F→

Ta có:

Bài 4: Tính hợp lực của hai lực đồng quy F₁ = 16 N; F₂ = 12 N trong các trương hợp góc hợp bởi hai lực lần lượt là α = 0°; 60°; 120°; 180°. Xác định góc hợp giữa hai lực để hợp lực có độ lớn 20 N.

Lời giải:

F² = F₁² + F₂² + 2.F₁.F₂.cosα

Khi α = 0°; F = 28 N

Khi α = 60°; F = 24.3 N.

Khi α = 120°; F = 14.4 N.

Khi α = 180°; F = F₁ – F₂ = 4 N.

Khi F = 20 N ⇒ α = 90°

Bài 5: Tính hợp lực của ba lực đồng qui trong một mặt phẳng. Biết góc hợp giữa 1 lực với hai lực còn lại đều là các góc 60oovà độ lớn của ba lực đều bằng 20N.

F12=2F₁cos(60^o/2)=20 √3N

(F2→;F12→)=30^o => (F12→;F3→)=90^o

Bài 6: Một vật nằm trên mặt nghiêng góc 30° so với phương ngang chịu trọng lực tác dụng có độ lớn là 50 N. Xác định độ lớn các thành phần của trọng lực theo các phương vuông góc và song song với mặt nghiêng.

Lời giải:

P₁ = Psinα = 25 N

P₂ = Pcosα = 25√3 N

--------------------------------

Trên đây Toploigiai vừa Trình bày quy tắc hình bình hành lực, bài tập áp dụng quy tắc hình bình hành hợp lực. Hy vọng bài viết trên hữu ích cho bạn. Chúc bạn học tốt!