Tổng hợp lực là gì ? công thức tính hợp lực và các bài tập liên quan

Định nghĩa: tổng hợp lực là thay các lực tác dụng đồng thời lên cùng một vật bằng một lực có cùng tác dụng với các lực đó, lực này gọi là hợp lực.

Quy tắc hình bình hành: Nếu hai lực đồng quy tạo thành hai cạnh của hình bình hành thì đường chéo vẽ từ điểm đồng quy biểu thị kết quả của chúng: 

Hãy cùng tham khảo bên dưới với TaiGameMienPhi nhé.

Video cách tính hợp lực

File bài tập công thức tính độ lớn của hợp lực PDF

Tải về

Đây là tổng hợp lý thuyết và bài tập tổng hợp lực mới nhất 2022 cập nhập 12/01 . Các bạn tải về làm nha mình đã thử nhé.

Khái niệm về tổng hợp lực là gì

1, lực cân bằng

Định nghĩa: Lực là đại lượng véc tơ đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác làm vật sinh ra gia tốc hoặc làm vật biến dạng (đơn vị đo lực là Newton (N)).

Lực cân bằng là lực khi tác dụng đồng thời vào một vật thì không làm cho vật tăng tốc.

Hai lực cân bằng là hai lực tác dụng vào cùng một vật, nằm trên cùng một đường thẳng, có cùng độ lớn và ngược chiều nhau.

2, Lực tổng hợp

Định nghĩa: Hợp lực là sự thay thế đồng thời các lực tác dụng lên cùng một vật bằng một lực có cùng tác dụng với các lực đó. Lực thay thế được gọi là lực kết quả.

Quy tắc hình bình hành: Nếu hai lực đồng quy tạo thành hai cạnh của hình bình hành thì đường chéo vẽ từ điểm đồng quy biểu thị hệ quả của chúng.

3, Điều kiện cân bằng của chất điểm

Để một hạt đứng yên ở trạng thái cân bằng thì hợp lực của tất cả các lực tác dụng lên nó phải bằng 0.

4, Phân tích lực

Phép phân tích lực là sự thay thế một lực bằng hai hay nhiều lực cùng tác dụng với hai lực đó. Chúng ta chỉ có thể phân tích lực đó theo hai phương khi biết rằng một lực có tác dụng cụ thể theo hai phương.

Công thức tính hợp lực

Quy tắc hình bình hành: Hợp lực của hai lực quy đồng được biểu diễn bằng đường chéo của hình bình hành mà hai cạnh là những vecto biểu diễn hai lực thành phần.

Tổng hợp ba lực F₁→ , F₂→, F₃→

– Lựa 2 cặp lực theo thứ tự ưu tiên cùng chiều hoặc ngược chiều or vuông góc tổng hợp chúng thành 1 lực tổng hợp F₁₂→

– Tiếp tục tổng hợp lực tổng hợp F₁₂→ trên với lực F₃→ còn lại cho ra được lực tổng hợp F→ cuối cùng.

Theo công thức của quy tắc hình bình hành:

F² = F₁² + F₂² + 2.F₁.F₂.cosα

Lưu ý: Nếu có hai lực, thì hợp lực có giá trị trong khoảng: | F₁ – F₂ | ≤ F_hl ≤ | F₁ + F₂ |

2. Phân tích lực (Ngược với tổng hợp lực): là thay thế 1 lực bởi 2 hay nhiều lực tác dụng đồng thời sao cho tác dụng vẫn không thay đổi.

Bài 1: Cho hai lực đồng quy có độ lớn 4(N) và 5(N) hợp với nhau một góc α. Tính góc α ? Biết rằng hợp lực của hai lực trên có độ lớn bằng 7,8(N)

Hướng dẫn:

Ta có F₁ = 4 N

F₂ = 5 N

F = 7.8 N

Hỏi α = ?

Theo công thức của quy tắc hình bình hành:

F² = F₁² + F₂² + 2.F₁.F₂.cosα

Suy ra α = 60°15′

Bài 2: Cho ba lực đồng qui cùng nằm trên một mặt phẳng, có độ lớn F₁ = F₂ = F₃ = 20(N) và từng đôi một hợp với nhau thành góc 120° . Hợp lực của chúng có độ lớn là bao nhiêu?

Hướng dẫn:

Ta có F→ = F₁→ + F₂→ + F₃→

Hay F→ = F₁→ + F₂₃→

Trên hình ta thấy F₂₃ có độ lớn là F₂₃ = 2F₂cos60° = F₁

Mà F₂₃ cùng phương ngược chiều với F₁ nên F_hl = 0

Bài 3: Tính hợp lực của hai lực đồng quy F₁ = 16 N; F₂ = 12 N trong các trương hợp góc hợp bởi hai lực lần lượt là α = 0°; 60°; 120°; 180°. Xác định góc hợp giữa hai lực để hợp lực có độ lớn 20 N.

Hướng dẫn:

F² = F₁² + F₂² + 2.F₁.F₂.cosα

Khi α = 0°; F = 28 N

Khi α = 60°; F = 24.3 N.

Khi α = 120°; F = 14.4 N.

Khi α = 180°; F = F₁ – F₂ = 4 N.

Khi F = 20 N ⇒ α = 90°

Bài 4: Một vật nằm trên mặt nghiêng góc 30° so với phương ngang chịu trọng lực tác dụng có độ lớn là 50 N. Xác định độ lớn các thành phần của trọng lực theo các phương vuông góc và song song với mặt nghiêng.

Hướng dẫn:

P₁ = Psinα = 25 N

P₂ = Pcosα = 25√3 N

Bài 5: Cho lực F có độ lớn 100 N và có hướng tạo với trục Ox một góc 36,87° và tạo với Oy một góc 53,13°. Xác định độ lớn các thành phần của lực F trên các trục Ox và Oy.

Hướng dẫn:

36.87° + 53.13° = 90°

F_x = F.cos(36,87°) = 80 N

F_y = F.sin(53,13°) = 60 N

2/ Tổng hợp lực theo phương pháp hình bình hành

Hình 1: hợp của 2 lực theo qui tắc hình bình hành; hình 2: hợp của 3 lực theo qui tắc hình bình hành

3/ Phân tích lực theo qui tắc hình bình hành trên 2 phương cho trước

4/ Tính độ lớn lực tổng hợp theo qui tắc hình bình hành

→F=→F1+→F2F→=F1→+F2→→ F=√F21+F22+2F1F2cosφF=F12+F22+2F1F2cosφ

=> | F₁ – F₂ | ≤ F ≤ F₁ + F₂

các trường hợp đặc biệt:

→F1↑↑→F2F1→↑↑F2→ => F=F₁ + F₂

→F1↑↓→F2F1→↑↓F2→ => F=| F₁ – F₂ |

→F1⊥→F2F1→⊥F2→ => F=√F21+F22F=F12+F22

→F1=→F2F1→=F2→ => F=2F1cosφ2F=2F1cos⁡φ2

5/ Tính độ lớn của lực, hợp lực thông qua các tính chất hình học

Các tính chất của tam giác vuông

6/ Tính độ lớn của lực, hợp lực thông qua các định lý của tam giác thường

Sử dụng định lý hàm cosin trong tam giác:

F23=F21+F22−2F1F2cosα3F32=F12+F22−2F1F2cosα3

F21=F23+F22−2F3F2cosα1F12=F32+F22−2F3F2cosα1

F22=F21+F23−2F1F3cosα2F22=F12+F32−2F1F3cosα2

Sử dụng định lý hàm sin trong tam giác:

F1sinα1=F2sinα2=F3sinα3