Bài giảng Môn Vật lý lớp 10 - Thí nghiệm biểu diễn sự cân bằng của vật rắn có trục quay cố định nghiệm quy tắc momen lực

Thí nghiệm biểu diễn
SỰ CÂN BẰNG CỦA VẬT RẮN CÓ TRỤC QUAY CỐ ĐỊNH
NGHIỆM QUY TẮC MOMEN LỰC
1. Mục đích thí nghiệm
- Khảo sát tác dụng của lực đối với vật rắc có trục quay cố định.
- Khảo sát điều kiện cân bằng của vật rắn có trục quay cố định. Nghiệm quy tắc momen lực.
2. Dụng cụ thí nghiệm
- Bảng từ tính kích thước 400x500mm. 
- Đế 3 chân hình sao có vít chỉnh thăng bằng.
- Đĩa momen có đường kính 18cm có các lỗ nhỏ trên mặt và có một trục quay cố định, gắn trên giá chữ T có nam châm gắn được vào bảng từ.
- Các quả nặng có trọng lượng 0,5N.
- Dây treo các quả nặng.
- Khớp nối và trị thép Inoc.
- Thước thẳng dài 18cm, gắn trên trục đỡ đĩa momen, dây dọi, lực kế 5N, ròng rọc có nam châm gắn bảng từ…
3. Trình tự thí nghiệm
- Điều chỉnh các chân vít sao cho dây dọi song song với đĩa tròn. Trên mặt đĩa có vạch các đường tròn đồng tâm với bán kính tăng dần từng xentimet.
- Treo n quả nặng vào sợi dây có đinh cắm vào một lỗ của vòng tròn trên đĩa. Móc một sợi dây thứ 2 vào lực kế, vắt qua ròng rọc và cắm đầu có đinh của sợi dây này vào một lỗ trên đĩa như hình vẽ.
- Lần lượt nới lỏng khớp nối K1 hoặc K2 để dịch chuyển ròng rọc hoặc lực kế sao cho đĩa nằm cân bằng, đồng thời sợi dây thứ 2 phải song song với mặt đĩa và nằm tiếp tuyến với vòng tròn trên mặt đĩa tại điểm treo của nó. Ghi các giá trị sau đây vào bảng 1:
	+ Trọng lượng P của n quả nặng ở đầu sợi dây thứ nhất.
	+ Khoảng cách d1 tính từ tâm của đĩa tròn đến giá trị của trọng lực P (xác định trên thước).
	+ Lực kéo F chỉ trên lực kế.
	+ Khoảng cách d2 tính từ tâm của đĩa đến giá của lực kéo F (xác định bởi bán kính của vòng tròn trên đĩa tại điểm treo của sợi dây thứ hai.
- Thực hiện lại động tác trên bằng cách thay đổi tổng số n quả nặng và điểm treo của nó trên đĩa. Dịch chuyển lực kế và thay đổi điểm treo của sợi dây thứ 2 trên đĩa sao cho đĩa nằm cân bằng, đồng thời sợi dây thứ hai song song với mặt đĩa và nằm tiếp tuyến với vòng tròn trên mặt đĩa tại điểm treo của nó.
4. Phân tích kết quả thí nghiệm
- Tính và điền đầy các ô trống trong bảng 1, trong đó M1=Pd1 là momen của lực P và M2=Fd2 là momen của lực kéo F đối với trục quay của đĩa.
- So sánh các kết quả tính trong bảng 1 để nghiệm lại quy tắc momen lực:
Pd1=Fd2 hay M1=M2
Bảng 1
Lần đo
1
2
3
4
5
P
d1
P.d1
F
d2
F.d2