Giải Khoa Học Tự nhiên 8 trang 81
Lời giải chi tiết SGK Lớp 8 · Môn Khoa Há»c Tá»± NhiĂªn · Trang 81–82
Tóm tắt lý thuyết Bài 19: Đòn bẩy và ứng dụng
I. Tác dụng của đòn bẩy
- Đòn bẩy là một vật cứng, khi chịu lực làm quay thì có thể làm thay đổi hướng tác dụng của lực.
- Trục quay của đòn bẩy luôn đi qua một điểm tựa O.
- Khoảng cách từ giá của lực tác dụng tới điểm tựa gọi là cánh tay đòn.
II. Các loại đòn bẩy
| Loại | Vị trí điểm tựa O | Đặc điểm |
|---|---|---|
| Loại 1 | Nằm giữa hai điểm đặt lực $O_1$ và $O_2$ | Hình 19.3 |
| Loại 2 (lợi về lực) | Nằm ngoài hai điểm đặt lực, lực $F_2$ xa O hơn $F_1$ | Hình 19.4 – cho lợi về lực |
| Loại 2 (không lợi về lực, có tài liệu gọi loại 3) | Nằm ngoài hai điểm đặt lực, lực $F_2$ gần O hơn $F_1$ | Hình 19.5 – không cho lợi về lực |
Nguyên tắc lợi về lực: cánh tay đòn của lực ta tác dụng càng dài so với cánh tay đòn của lực cản thì càng tốn ít lực.
Câu hỏi mở đầu (trang 79)
Đề: Khi muốn nâng một vật, người ta cần tác dụng lực có hướng thẳng đứng lên trên. Có cách nào tận dụng được trọng lượng của người để nâng được vật lên cao hay không?
Trả lời:
- Có. Ta dùng đòn bẩy. Khi đặt vật ở một đầu đòn bẩy và người tác dụng lực ở đầu kia bằng cách ấn xuống (theo hướng thẳng đứng xuống dưới), trọng lượng của người sẽ giúp tạo ra lực ấn.
- Đòn bẩy làm đổi hướng lực: lực người ấn xuống được chuyển thành lực nâng vật lên. Nhờ vậy người tận dụng được trọng lượng cơ thể để nâng vật.
Phần Thí nghiệm (trang 79)
Câu 1: Đòn bẩy AB có tác dụng thay đổi hướng lực tác dụng khi nâng quả nặng như thế nào?
Trả lời:
- Để nâng quả nặng lên (quả nặng cần lực hướng lên trên), ta lại tác dụng vào đầu kia của đòn bẩy một lực hướng xuống dưới (kéo lực kế xuống).
- Như vậy đòn bẩy đã làm đổi hướng lực: lực ta tác dụng hướng xuống, nhưng lực mà đòn bẩy tác dụng lên quả nặng lại hướng lên trên.
Câu 2: Khi nào đòn bẩy cho ta lợi về lực?
Trả lời:
- Đòn bẩy cho ta lợi về lực khi cánh tay đòn của lực ta tác dụng dài hơn cánh tay đòn của lực cản (trọng lượng quả nặng).
- Khi đó giá trị lực kế đọc được nhỏ hơn trọng lượng quả nặng, tức là ta dùng lực nhỏ mà vẫn nâng được vật nặng.
Câu hỏi mục II (trang 80)
Câu 1: Xác định điểm tựa, cánh tay đòn trong các trường hợp ở Hình 19.2.
Trả lời:
a) Xe cút kít (xe rùa chở cây)
- Điểm tựa O: tại trục bánh xe phía trước.
- Lực cản $F_1$: trọng lượng của đất/cây đặt ở thùng xe (gần bánh xe).
- Lực tác dụng $F_2$: tay người nâng tay cầm phía sau (xa bánh xe).
- Cánh tay đòn của $F_2$ (tay người) dài hơn cánh tay đòn của $F_1$ → lợi về lực.
- Đây là đòn bẩy loại 2 cho lợi về lực (điểm tựa nằm ở một đầu).
b) Xà beng nạy/đẩy khối gỗ
- Điểm tựa O: tại điểm xà beng tì xuống đất (hoặc vật kê).
- Lực cản $F_1$: trọng lượng khối gỗ/kiện hàng (gần điểm tựa).
- Lực tác dụng $F_2$: tay người ấn ở đầu cán dài (xa điểm tựa).
- Cánh tay đòn của lực người dài hơn → lợi về lực.
c) Búa nhổ đinh
- Điểm tựa O: tại điểm đầu búa tì vào tường/mặt gỗ.
- Lực cản $F_1$: lực giữ đinh (gần điểm tựa).
- Lực tác dụng $F_2$: tay người kéo cán búa (xa điểm tựa).
- Cánh tay đòn của lực người dài hơn → lợi về lực, nhổ đinh dễ dàng.
Câu 2: Sử dụng đòn bẩy như Hình 19.2 có thể làm đổi hướng tác dụng lực như thế nào?
Trả lời:
- Trong các trường hợp này, người tác dụng lực theo hướng này nhưng đòn bẩy lại tạo ra lực theo hướng khác lên vật.
- Ví dụ với búa nhổ đinh (c): tay kéo cán búa về phía mình (gần như theo phương ngang/hướng ra ngoài), nhưng lực mà búa tác dụng lên đinh lại là lực kéo đinh ra theo phương vuông góc với tường (hướng lên/ra).
- Với xà beng (b): người ấn cán xuống, nhưng đầu xà beng lại nâng khối gỗ lên.
- Tóm lại, đòn bẩy giúp đổi hướng lực: lực người tác dụng và lực đòn bẩy tác dụng lên vật có hướng khác nhau, nhờ đó việc nâng/nhổ/đẩy vật trở nên thuận tiện hơn.
Nếu em gửi đúng ảnh trang 81–82, mình sẽ giải tiếp phần đó cho em nhé.