# Tác dụng làm quay của lực. Mô-men lực – Vật lí lớp 8, Bài 18 > Đẩy một cánh cửa nặng mà đặt tay sát bản lề thì cửa chỉ nhích một chút. Đặt tay ở mép cửa, cũng đẩy như thế, cửa quay ra nhẹ tênh. Bài này giải thích vì sao. - Trang bài: https://anim.vn/lop-8/vat-li/bai-18-tac-dung-lam-quay-cua-luc-moment-luc/ - Video: https://youtu.be/wSUkWTZHZ54 (8:04) - Thuộc: Vật lí lớp 8 · Bài 18 - Bài tập về nhà (PDF, có lời giải): https://anim.vn/media/lop8-vat-li-bai-18/bai-tap-ve-nha.pdf ## Mục lục video - 0:00 Mở đầu: đẩy cửa ở đâu? - 0:24 Khi nào lực làm vật quay? - 1:35 Mô-men lực và độ lớn lực - 2:22 Khoảng cách d (cánh tay đòn) - 3:13 Hai bẫy hay gặp - 4:04 Dạng 1: Lực nào làm vật quay? - 5:08 Dạng 2: Tìm khoảng cách d - 6:15 Dạng 3: So sánh mô-men - 7:32 Kết bài Đẩy một cánh cửa nặng mà đặt tay sát bản lề thì cửa chỉ nhích một chút. Đặt tay ở mép cửa, cũng đẩy như thế, cửa quay ra nhẹ tênh. Bài này giải thích vì sao. ## 1. Khi nào lực làm vật quay? Nhiều vật chỉ quay quanh một **trục quay** cố định: cánh cửa quay quanh bản lề, bánh xe quay quanh trục, vô lăng quay quanh tâm. **Giá của lực** là đường thẳng chứa mũi tên biểu diễn lực. Vẽ mũi tên lực rồi kéo dài nó ra hai phía, bạn sẽ được giá của lực. > **Lực làm vật quay khi giá của lực không song song và không cắt trục quay.** > Giá của lực đi qua trục, hoặc song song với trục, thì lực không làm vật quay. - **Ví dụ 1 (cánh cửa nhìn từ trên xuống).** Bản lề thu lại thành một điểm O. - Đẩy mép cửa theo hướng vuông góc với cánh cửa: giá không qua O, cửa quay. - Kéo tay nắm dọc theo cánh cửa, hướng thẳng vào bản lề: giá đi qua O, kéo mạnh mấy cửa cũng đứng yên. - Nhìn cửa từ phía trước, nhấc tay nắm thẳng lên trên: giá song song với trục bản lề, cửa cũng không quay. - **Ví dụ 2 (bánh xe đạp dựng ngược).** Gạt vành theo hướng tiếp tuyến thì bánh quay tít. Kéo vành thẳng ra ngoài, theo hướng xa tâm, thì giá đi qua trục nên bánh không quay. ## 2. Mô-men lực Tác dụng làm quay của lực lên một vật quanh một điểm hoặc một trục được đặc trưng bằng **mô-men lực** (viết là *moment lực*). Mô-men càng lớn, tác dụng làm quay càng mạnh. Mô-men lực phụ thuộc vào **hai yếu tố**. ### a) Độ lớn của lực > Giữ nguyên chỗ đặt lực: **lực càng lớn, mô-men lực càng lớn**, tác dụng làm quay càng lớn. - **Ví dụ 1.** Vặn đai ốc bằng cờ lê, tay cầm ở cùng một chỗ: đẩy nhẹ thì đai ốc không nhúc nhích, đẩy mạnh hơn thì đai ốc xoay. - **Ví dụ 2.** Bập bênh đang nằm ngang, bạn ấn tay xuống đầu bên phải: ấn nhẹ thì bập bênh nghiêng từ từ, ấn mạnh thì đầu đó sập xuống thật nhanh. ### b) Khoảng cách từ trục quay tới giá của lực Kí hiệu **d**: từ trục O kẻ đoạn **vuông góc** tới giá của lực, độ dài đoạn đó là d (còn gọi là **cánh tay đòn**). > Giữ nguyên độ lớn lực: **giá của lực càng cách xa trục quay, mô-men lực càng lớn**, tác dụng làm quay càng lớn. - **Ví dụ 1.** Hai chiếc cờ lê, tay cầm ngắn và tay cầm dài, cùng đẩy một lực vuông góc ở đầu tay cầm: cờ lê dài có d lớn hơn nên vặn nhẹ hơn hẳn. - **Ví dụ 2.** Đẩy cửa gần bản lề thì d rất nhỏ; đẩy ở mép cửa thì d lớn nhất. Vì vậy tay nắm cửa luôn được lắp xa bản lề. ## Tóm tắt | Nội dung | Ghi nhớ | |---|---| | Giá của lực | đường thẳng chứa mũi tên lực | | Điều kiện làm quay | giá **không** song song và **không** cắt trục quay | | Mô-men lực | đặc trưng cho tác dụng làm quay | | Lực F lớn hơn (cùng d) | mô-men lớn hơn | | d lớn hơn (cùng F) | mô-men lớn hơn | | d | khoảng cách từ **trục** tới **giá** của lực (đoạn vuông góc) | ## Lỗi hay gặp 1. **Lấy d là khoảng cách tới điểm đặt lực.** d đo tới **giá** của lực. Lực đẩy xiên ở đầu tay cầm thì điểm đặt vẫn ở đầu, nhưng d ngắn hơn tay cầm. Muốn d lớn nhất, hãy đẩy vuông góc với tay cầm. 2. **Quên rằng lực có giá đi qua trục thì không làm quay.** Khi đó d = 0, lực lớn cỡ nào cũng vô ích. 3. **Nghĩ lực lớn hơn thì luôn làm quay mạnh hơn.** Mô-men phụ thuộc cả lực lẫn d. Chỉ khi d như nhau mới so được bằng độ lớn lực. ## Bài tập theo dạng ### Dạng 1. Lực nào làm vật quay? **Cách làm:** xác định trục quay → kéo dài giá của lực → giá đi qua trục hoặc song song với trục thì **không** quay; ngược lại thì **có** quay. **Bài 1.** Vô lăng tròn quay quanh tâm O. Lực nào làm vô lăng quay? a) Lực F₁ đặt ở vành, theo hướng tiếp tuyến với vành. b) Lực F₂ đặt ở vành, hướng thẳng vào tâm O. c) Lực F₃ đặt ở vành, kéo xiên (không tiếp tuyến, không hướng vào tâm).
Đáp án a) Có quay: giá không qua O. b) Không quay: giá đi qua O (d = 0), lực lớn mấy cũng vậy. c) Có quay: giá không qua O. Nếu cùng độ lớn với F₁ thì quay yếu hơn, vì d nhỏ hơn bán kính.
**Bài 2.** Cánh cửa tủ lạnh quay quanh bản lề thẳng đứng. Lực nào **không** làm cửa quay? a) Kéo tay nắm ra phía trước, vuông góc với mặt cửa. b) Nhấc tay nắm thẳng lên trên. c) Ấn vào mép cửa, hướng thẳng vào bản lề.
Đáp án b) giá song song với trục bản lề và c) giá cắt trục bản lề đều không làm cửa quay. a) làm cửa quay.
### Dạng 2. Tìm khoảng cách d **Cách làm:** kéo dài giá của lực → từ O kẻ đoạn vuông góc tới giá → đo hoặc đếm ô. **Bài 3.** Một tấm bìa quay quanh trục O, vẽ trên lưới ô vuông cạnh 5 cm. Điểm A cách O 4 ô sang phải; điểm B ở ngay trên A 3 ô. a) Lực thẳng đứng đặt tại A. Tìm d. b) Lực thẳng đứng đặt tại B. Tìm d. c) Lực nằm ngang đặt tại B. Tìm d.
Đáp án a) Giá là đường thẳng đứng qua A, cách O 4 ô: d = 4 × 5 = 20 cm. b) Giá vẫn là đường thẳng đứng đó: d = 20 cm. (OB = 5 ô = 25 cm là khoảng cách tới **điểm đặt**, không phải d.) c) Giá là đường nằm ngang qua B, cách O 3 ô: d = 15 cm.
### Dạng 3. So sánh mô-men lực, giải thích thực tế **Cách làm:** so từng yếu tố. Cùng d thì lực lớn hơn có mô-men lớn hơn; cùng lực thì d lớn hơn có mô-men lớn hơn. Giá qua trục thì mô-men bằng 0. **Bài 4.** a) Minh và Hà đẩy cửa xoay bằng hai lực bằng nhau, vuông góc với cánh cửa. Minh đẩy cách trục 1 m, Hà đẩy cách trục 40 cm. Mô-men của ai lớn hơn? b) Lan và Nam vặn cùng một van nước, tay đặt ở đầu tay vặn, đẩy vuông góc. Lan đẩy 5 N, Nam đẩy 8 N. Mô-men của ai lớn hơn? c) Vì sao vô lăng xe tải cỡ lớn thường to hơn vô lăng xe con?
Đáp án a) Minh: lực bằng nhau, d của Minh (1 m) lớn hơn d của Hà (0,4 m). b) Nam: d như nhau, lực 8 N > 5 N. c) Tay đặt ở vành, vành to thì d lớn. Cùng sức tay, mô-men lớn hơn, nên lái đỡ nặng hơn.
## Trò chơi ở nhà (5 phút) **"Đẩy cửa bằng một ngón tay".** Chọn một cánh cửa phòng. Dùng một ngón tay đẩy cửa lần lượt ở 3 chỗ: sát bản lề, giữa cửa, mép cửa. Chỗ nào cửa mở được, chỗ nào khó nhất? Thử thêm: đẩy ở mép cửa nhưng **xiên**, gần như dọc theo cánh cửa, và xem cửa khó mở hơn thế nào. Giải thích bằng khoảng cách d. ## Lời thoại video ### 0:00 Mở đầu: đẩy cửa ở đâu? Bạn thử đẩy một cánh cửa nặng, nhưng đặt tay sát ngay bản lề. Đẩy mãi, cửa chỉ nhích một chút. Giờ đặt tay ở mép cửa, thật xa bản lề, cũng đẩy mạnh như thế. Cửa quay ra thật nhẹ nhàng! Cùng một lực, vì sao chỗ đặt tay lại quan trọng đến vậy? Bài này: tác dụng làm quay của lực, và một đại lượng mới: mô-men lực (moment lực). ### 0:24 Khi nào lực làm vật quay? Cánh cửa, bánh xe, vô lăng: những vật này đều quay quanh một trục cố định, gọi là trục quay. Nhìn cửa từ trên xuống, trục quay là bản lề, thu lại thành một điểm, gọi là điểm O. Vẽ mũi tên biểu diễn lực, rồi kéo dài ra hai phía. Đường thẳng này gọi là giá của lực. Ví dụ một: đẩy vào mép cửa, theo hướng vuông góc với cánh cửa. Giá của lực không đi qua trục, và cửa quay. Giờ kéo tay nắm dọc theo cánh cửa, hướng thẳng vào bản lề. Giá của lực đi qua trục quay. Dù kéo mạnh đến đâu, cửa vẫn đứng yên. Ví dụ hai: một chiếc bánh xe đạp dựng ngược, quay quanh trục ở giữa. Gạt vành bánh theo hướng tiếp tuyến: bánh quay tít. Kéo vành bánh thẳng ra ngoài, hướng xa tâm: giá lực đi qua trục, bánh không quay. Nhìn cửa từ phía trước, nhấc tay nắm thẳng lên trên, song song với trục bản lề: cửa cũng không quay. Lực làm vật quay khi giá của lực KHÔNG song song và KHÔNG cắt trục quay. ### 1:35 Mô-men lực và độ lớn lực Tác dụng làm quay của lực mạnh hay yếu được đặc trưng bằng một đại lượng, gọi là mô-men lực. Mô-men lực càng lớn, tác dụng làm quay càng mạnh. Mô-men lực phụ thuộc: độ lớn của lực, và khoảng cách từ trục quay tới giá của lực. Trước hết là độ lớn của lực. Ví dụ một: vặn đai ốc bằng cờ lê, tay cầm ở cùng một chỗ. Đẩy nhẹ, đai ốc không nhúc nhích. Đẩy mạnh hơn, đai ốc xoay. Ví dụ hai: bập bênh đang nằm ngang, một bạn ấn tay xuống đầu bên phải. Ấn nhẹ, bập bênh nghiêng từ từ. Ấn mạnh, đầu bên phải sập xuống thật nhanh. Giữ nguyên chỗ đặt: lực càng lớn → mô-men càng lớn, tác dụng làm quay càng lớn. ### 2:22 Khoảng cách d (cánh tay đòn) Yếu tố thứ hai: khoảng cách từ trục quay tới giá của lực, kí hiệu d. Muốn tìm d: từ trục O kẻ đoạn vuông góc tới giá của lực. Độ dài đoạn đó là d, còn gọi là cánh tay đòn. Ví dụ một: hai chiếc cờ lê, một cái tay cầm ngắn, một cái tay cầm dài. Cùng đẩy một lực vuông góc ở đầu tay cầm. Cờ lê dài có d lớn hơn, nên vặn nhẹ hơn hẳn. Ví dụ hai: quay lại cánh cửa lúc đầu. Đẩy gần bản lề: d rất nhỏ. Đẩy ở mép cửa: d lớn nhất. Cùng một lực, d càng lớn → mô-men càng lớn. Vì vậy tay nắm cửa luôn lắp xa bản lề. Giá của lực càng xa trục quay → mô-men càng lớn, tác dụng làm quay càng lớn. ### 3:13 Hai bẫy hay gặp Cẩn thận hai cái bẫy hay gặp. Bẫy 1: d là khoảng cách tới GIÁ của lực, không phải tới điểm đặt lực. Đẩy đầu cờ lê theo hướng xiên. Điểm đặt vẫn ở đầu tay cầm. Nhiều bạn lấy luôn độ dài tay cầm làm d. Sai rồi! Kéo dài giá của lực, từ O kẻ đoạn vuông góc tới giá. d thật ngắn hơn tay cầm. Đẩy xiên kém hơn đẩy vuông góc. Muốn d lớn nhất: đẩy vuông góc với tay cầm. Bẫy 2: nghĩ rằng lực lớn hơn thì luôn làm quay mạnh hơn. Kéo tay nắm rất mạnh nhưng hướng thẳng vào bản lề: d = 0, cửa không quay. Một bạn khác chỉ đẩy nhẹ ở mép cửa, vuông góc với cánh: cửa quay ngay. Mô-men phụ thuộc cả lực lẫn khoảng cách d. Chỉ nhìn độ lớn lực thì chưa đủ. ### 4:04 Dạng 1: Lực nào làm vật quay? Dạng một: lực nào làm vật quay được? Cách làm: xác định trục quay, kéo dài giá của lực. Giá qua trục hoặc song song với trục → không quay; ngược lại → quay. Bài 1. Vô lăng tròn quay quanh tâm O. Ba lực tác dụng lên vành. Lực nào làm vô lăng quay? Bạn tạm dừng video và thử làm nhé. Câu a: lực F₁, theo hướng tiếp tuyến của vành. Giá của lực không qua O → vô lăng quay. Câu b: lực F₂, hướng thẳng vào tâm O. Giá đi qua O. Lực này không làm vô lăng quay, dù lớn đến đâu. Câu c: lực F₃, kéo xiên ở vành. Nhiều bạn nghĩ lực xiên thì không quay. Giá không đi qua O → vô lăng vẫn quay. Nếu cùng độ lớn, F₃ quay yếu hơn F₁ vì d nhỏ hơn. ### 5:08 Dạng 2: Tìm khoảng cách d Dạng 2: tìm khoảng cách d từ trục quay tới giá của lực. Cách làm: kéo dài giá của lực, từ O kẻ đoạn vuông góc tới giá, rồi đo hoặc đếm ô. Bài 2. Tấm bìa quay quanh trục O. Mỗi ô vuông cạnh 5 cm. Tìm d của mỗi lực. Tạm dừng video và thử nhé. Câu a: lực thẳng đứng đặt tại A, cách O 4 ô về bên phải. Giá thẳng đứng. Đoạn vuông góc từ O tới giá dài 4 ô = 20 cm. Câu b: vẫn lực thẳng đứng, nhưng đặt tại B, ngay trên A 3 ô. Bẫy! OB dài 5 ô, nhưng đó là khoảng cách tới điểm đặt. Giá vẫn là đường thẳng đứng cũ → d vẫn là 4 ô = 20 cm. Câu c: lực nằm ngang, đặt tại B. Giá nằm ngang, cách O 3 ô → d = 3 ô = 15 cm. ### 6:15 Dạng 3: So sánh mô-men Dạng 3: so sánh mô-men lực và giải thích hiện tượng. Cách làm: so từng yếu tố. Cùng d: lực lớn hơn → mô-men lớn hơn. Cùng lực: d lớn hơn → mô-men lớn hơn. Bài 3a. Minh và Hà đẩy cửa xoay bằng hai lực bằng nhau, vuông góc với cánh. Minh đẩy cách trục 1 m, Hà cách trục 40 cm. Mô-men của ai lớn hơn? Tạm dừng và thử nhé. Lực bằng nhau, d của Minh lớn hơn → mô-men của Minh lớn hơn. Câu b. Lan và Nam vặn cùng một van nước, tay ở đầu tay vặn. Lan đẩy 5 N, Nam đẩy 8 N. Mô-men của ai lớn hơn? Cùng d, lực của Nam lớn hơn → mô-men của Nam lớn hơn. Câu c. Vì sao vô lăng xe tải cỡ lớn thường to hơn vô lăng xe con? Tay lái đặt ở vành. Vành càng to, d càng lớn. Cùng sức tay, mô-men lớn hơn, nên bác tài xế lái đỡ nặng hơn. ### 7:32 Kết bài Tóm lại. Lực làm vật quay khi giá của lực không song song và không cắt trục quay. Tác dụng làm quay được đặc trưng bằng mô-men lực. Lực càng lớn, hoặc giá của lực càng xa trục quay → mô-men càng lớn. Nhớ: d đo từ trục tới GIÁ của lực, không phải tới điểm đặt. Ba dạng: nhận biết lực làm quay · tìm khoảng cách d · so sánh mô-men. Lần sau đẩy cửa, hãy đặt tay thật xa bản lề nhé!