-

Phần 2: Lực, Mô-men xoắn

Trong vật lý học, lực là bất kỳ ảnh hưởng nào làm một vật thể chịu sự thay đổi, hoặc là ảnh hưởng đến chuyển động, hướng của nó hay cấu trúc hình học của nó.

1- Lực

Bắt đầu bài viết chúng tôi sẽ đưa ra một ví dụ về lực trong cuộc sống của chúng ta:

Một đoàn tàu đang đi về hướng Tây với tốc độ rất nhanh.

Xe lửa bất ngờ đâm vào một tảng đá khổng lồ.

Tảng đá sẽ như thế nào?

  • Nó sẽ bắt đầu di chuyển về hướng tây bởi vì đoàn tàu đẩy nó theo hướng đó.
  • Nó chuyển động có nghĩa là nó đã nhận được động năng từ đoàn tàu.

Trạng thái đoàn tàu ra sao?

  • Nó sẽ chậm lại vì nó chuyền động năng cho tảng đá

Ví dụ quen thuộc nhất của một lực là lực hấp dẫn . Trọng lượng cơ thể của bạn đến từ trọng lực kéo bạn về phía trung tâm của Trái đất. Nếu bạn nhảy lên không trung, lực hấp dẫn sẽ kéo bạn xuống dưới.

Một lực có thể là tuyến tính hoặc lực quay
Lực tuyến tính làm chuyển động một vật theo một đường thẳng.
Lực quay làm quay một vật quanh một điểm.

Xi lanh thủy lực tạo lực tuyến tính (Trái), Motor thủy lực tạo lực momen xoắn khi quay (phải)

Nhiều lực có thể tác dụng lên một đối tượng cùng lúc

Dưới đây là một số lực xuất hiện khi xe nâng thủy lực hoạt động, ảnh hưởng đến chuyển động lên xuống khi nâng hàng hóa.

  • Trọng lực luôn kéo càng xe xuống, kể cả khi càng xe nâng chuyển động lên.
  • Ma sát luôn làm chậm chuyển động của xi lanh và lưu lượng dầu của bơm, lấy đi động năng của chúng và biến nó thành nhiệt lượng, âm thanh hoặc rung động.
  • Áp suất cũng là một lực. Khi chất lỏng thủy lực hoặc khí nén được điều áp, nó có rất nhiều năng lượng được tích trữ. Khi áp suất đó được giải phóng, năng lượng tích trữ được chuyển hóa thành chuyển động của dòng chảy, đẩy xi lanh lên hoặc nhẹ nhàng hạ xuống.

Nếu một vật đứng yên hoặc liên tục chuyển động tịnh tiến với cùng một vận tốc thì tất cả các lực tác dụng lên vật đó là cân bằng. Nếu một vật tăng tốc, giảm tốc độ hoặc đổi hướng thì có các lực không cân bằng tác dụng lên vật đó.

Để tính cường độ của một lực tác dụng lên một vật, bạn cần biết 2 điều:

  • Khối lượng: Vật được tạo ra từ bao nhiêu vật chất?
  • Gia tốc: Vật tăng tốc nhanh hay chậm dần đều do tác dụng của lực?

 

2- Mô-men xoắn (Torque)

Mô-men xoắn là cách chúng ta đo sức mạnh của lực quay. Có một số cách khác nhau để tạo ra lực quay. Cách phổ biến nhất là tác dụng một lực tuyến tính lên một đầu của cánh tay đòn (như cờ lê hoặc kìm), lực này làm quay một vật ở đầu kia của tay đòn (như đai ốc hoặc bu lông).

Để tính toán mô-men xoắn trong ví dụ này, chúng ta nhân với cường độ của lực tuyến tính và chiều dài của tay đòn.

0.2 metersLever arm!15 newtons

Mô-men xoắn = Lực x độ dài cánh tay đòn

= 15N x 0.2m

= 7.5 N.m

Lực mô-men xoắn được đo bằng newton.mét, tức là bao nhiêu newton của lực và bao nhiêu mét ra khỏi tâm quay lực được tác dụng

Picture of Việt Hùng

Việt Hùng

Để lại một bình luận