Lý thuyết Vật lí 10 Bài 13: Tổng hợp và phân tích lực. Cân bằng lực

1. Khái niệm tổng hợp lực

Lực là đại lượng vectơ đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác, kết quả làm thay đổi vận tốc của vật hoặc làm vật bị biến dạng.

Tổng hợp lực là phép thay thế hai hay nhiều lực tác dụng đồng thời vào một vật bằng một lực duy nhất có tác dụng giống hệt như các lực đó. Lực thay thế này gọi là hợp lực.

2. Quy tắc hình bình hành lực

Nếu hai lực đồng quy $\vec{F}_1$ và $\vec{F}_2$ được biểu diễn bằng hai cạnh của một hình bình hành có chung điểm đặt, thì hợp lực $\vec{F}$ được biểu diễn bằng đường chéo xuất phát từ điểm gốc chung đó.

Độ lớn của hợp lực $\vec{F}$ phụ thuộc vào độ lớn của $F_1, F_2$ và góc $\alpha$ hợp bởi hai vectơ lực:

1. Khái niệm hai lực cân bằng

Hai lực cân bằng là hai lực cùng tác dụng vào một vật, có cùng giá, ngược chiều và có cùng độ lớn:

2. Điều kiện cân bằng của một chất điểm

Muốn cho một chất điểm đứng yên cân bằng thì hợp lực của tất cả các lực tác dụng lên nó phải bằng 0:

Phân tích lực là phép thay thế một lực bằng hai hay nhiều lực thành phần có tác dụng giống hệt như lực đó. Đây là phép toán ngược của tổng hợp lực.

Chỉ phân tích lực theo các phương mà lực có tác dụng cụ thể trong bài toán (thường chọn hệ trục $Oxy$ với $Ox$ song song mặt phẳng chuyển động và $Oy$ vuông góc mặt phẳng chuyển động):

Ví dụ điển hình: Phân tích trọng lực $\vec{P}$ trên mặt phẳng nghiêng góc $\alpha$:

• Thành phần $\vec{P}_x$ song song mặt nghiêng: Có xu hướng kéo vật trượt xuống dốc: $$P_x = P \sin\alpha = mg \sin\alpha$$
• Thành phần $\vec{P}_y$ vuông góc mặt nghiêng: Ép vật vào mặt nghiêng, cân bằng với phản lực pháp tuyến $\vec{N}$: $$P_y = P \cos\alpha = mg \cos\alpha$$