MỤC TIÊU
• Dùng dụng cụ đơn giản, minh hoạ được đòn bẩy có thể làm thay đổi hướng tác dụng của lực.
• Lấy được ví dụ về một số loại đòn bẩy khác nhau trong thực tiễn.
• Sử dụng kiến thức, kĩ năng về đòn bẩy để giải quyết được một số vấn đề thực tiễn.
TÓM TẮT KIẾN THỨC
💡 Mở đầu
Để đưa một vật lên cao, người công nhân có thể trực tiếp tác dụng lên vật một lực hướng thẳng đứng lên trên (hình 19.1). Tuy nhiên, trong một số trường hợp, do kích thước hay khối lượng của vật lớn sẽ khó để nâng trực tiếp theo cách này. Có cách nào để nâng được vật lên mà không cần tác dụng lực theo phương thẳng đứng?
Để nâng được vật lên mà không cần tác dụng lực theo phương thẳng đứng người ta sử dụng đòn bẩy.
I. ĐÒN BẨY CÓ THỂ LÀM ĐỔI HƯỚNG TÁC DỤNG CỦA LỰC
- Khi một vật quay do chịu lực tác dụng, nó có thể tác dụng lực lên một vật khác. Từ đặc điểm này người ta đã tạo ra đòn bẩy.
Đòn bẩy có thể làm thay đổi hướng tác dụng của lực.
- Em có thể tạo ra một đòn bẩy đơn giản bằng các dụng cụ học tập như ở hình 19.2.
- Mô hình đơn giản của đòn bẩy được biểu diễn ở hình 19.3. Điểm O mà thanh AB quay quanh được gọi là điểm tựa. Tác dụng vào đầu B một lực hướng xuống, vật ở đầu A sẽ được nâng lên. Như vậy, đòn bẩy đã giúp đổi hướng tác dụng của lực.
❓ Quan sát, trả lời câu hỏi hoặc thảo luận
1. Nêu một số ví dụ về dùng đòn bẩy làm đổi hướng tác dụng của lực.
Ví dụ về dùng đòn bẩy làm đổi hướng của lực tác dụng:
+ Đưa vật lên khỏi hố.
+ Nhổ đinh.
II. CÁC LOẠI ĐÒN BẨY
Dựa vào vị trí của vật, vị trí tác dụng lực, điểm tựa, người ta phân loại đòn bẩy thành ba loại dưới đây.
1) Đòn bẩy có điểm tựa ở giữa
2) Đòn bẩy có điểm tựa ở một đầu, vật ở giữa và lực tác dụng ở đầu bên kia
3)Đòn bẩy có điểm tựa ở một đầu, vật ở đầu bên kia và lực tác dụng ở trong khoảng giữa hai đầu (ở trường hợp này, điểm tựa thường được giữ cố định với đầu đòn bẩy)
❓ Quan sát, trả lời câu hỏi hoặc thảo luận
2. Dùng các dụng cụ học tập, thiết kế phương án và tiến hành thí nghiệm làm một đòn bẩy. Vẽ hình biểu diễn đòn bẩy, điểm tựa và lực trong thí nghiệm này.
Các em có thể sử dụng các dụng cụ học tập để làm một đòn bẩy. Ví dụ như phương án sau, dụng cụ gồm có: 1 thước kẻ làm thanh đòn, bút làm điểm tựa và cục tẩy làm vật.
❓ Quan sát, trả lời câu hỏi hoặc thảo luận
3. Nêu một số ví dụ về mỗi loại đòn bẩy trong thực tiễn.
- Ví dụ đòn bẩy loại 1: Mái chèo thuyền, kéo,bập bênh, xà beng…
- Ví dụ đòn bẩy loại 2: kẹp làm vỡ hạt, xe rùa, xe cút kít, dao cắt giấy,…
- Ví dụ đòn bẩy loại 3: cần câu, đũa, kẹp gắp bánh, câu cá,…
III. SỬ DỤNG ĐÒN BẨY TRONG THỰC TIỄN
- Để sử dụng đòn bẩy, ta cần chọn một vật thích hợp làm đòn bẩy; tạo ra hoặc lựa chọn một điểm cố định dùng làm điểm tựa cho đòn bẩy. Tiếp đó cần tìm cách bố trí đòn bẩy và điểm tựa để đòn bẩy tác dụng lực lên vật và tìm vị trí ở đòn bẩy để người tác dụng lực lên đòn bẩy được thuận tiện.
- Đòn bẩy được ứng dụng nhiều trong đời sống và kĩ thuật. Trong thực tiễn, vị trí tác dụng của lực và vị trí điểm tựa có thể thay đổi để phù hợp với khả năng tác dụng lực.
- Hình 19.7a mô tả hoạt động của cánh tay người khi nâng một vật như một đòn bẩy, hình 19.7b mô tả việc sử dụng xà beng khi bẩy một hòn đá và hình 19.7c mô tả chiếc xe đẩy khi hoạt động như một đòn bẩy.
- Từ xưa, con người đã biết dùng đòn bẩy để hỗ trợ công việc.
+ Ví dụ như chày giã gạo dùng sức nước. Khi máng đầy nước, thân chày sẽ quay quanh trục làm đầu chày nâng lên, nước sẽ chảy ra khỏi máng và làm đầu chày giã xuống cối (hình 19.9). Sau đó, quá trình được lặp lại.
+ Hình 19.10 là hình ảnh mô tả hệ thống bơm nước bằng tay nhờ đòn bẩy.
❓ Quan sát, trả lời câu hỏi hoặc thảo luận
4. Mỗi đòn bẩy trong hình 19.7a, b, c tương ứng với loại đòn bẩy nào?
- Hình 19.7a: Đòn bẩy có điểm tựa ở một đầu, vật ở đầu bên kia và lực tác dụng ở trong khoảng giữa hai đầu.
- Hình 19.7b: Đòn bẩy có điểm tựa ở giữa.
- Hình 19.7c: Đòn bẩy có điểm tựa ở một đầu, vật ở giữa và lực tác dụng ở đầu bên kia.
❓ Quan sát, trả lời câu hỏi hoặc thảo luận
5. Trong hình 19.9, bộ phận nào của chày giã gạo có vai trò như một đòn bẩy?
Thân chày cùng đầu chày có vai trò như một đòn bẩy.
❓ Quan sát, trả lời câu hỏi hoặc thảo luận
6. Chỉ ra bộ phận đóng vai trò đòn bẩy ở hình 19.10.
Cần gạt, trục bơm, piston là bộ phận đóng vai trò đòn bẩy trong máy bơm nước bằng tay.
📝 Luyện tập
1. Quan sát hình 19.8 và cho biết đâu là đòn bẩy, đâu là điểm tựa và chỉ ra sự thay đổi hướng của lực trong hình.
- Đòn bẩy: cán và lưỡi kéo.
- Điểm tựa: trục xoay.
- Sự thay đổi hướng: lực tác dụng vào cán kéo có phương thẳng đứng chiều hướng xuống dưới thay đổi thành lực có phương thẳng đứng chiều hướng lên trên ở phía lưỡi kéo.
📝 Luyện tập
2. Để nhổ một chiếc đinh ra khỏi tấm gỗ, người ta sử dụng một chiếc búa nhổ đinh hoặc một chiếc kìm (hình 19.11). Em hãy:
a) mô tả cách dùng hai dụng cụ này để nhổ đinh.
b) vận dụng kiến thức, kĩ năng về đòn bẩy để giải thích cách làm.
a.
- Mô tả cách dùng búa nhổ đinh: Đặt đầu búa sao cho đinh nằm chặt ở khe búa và đầu búa tì vào tấm gỗ làm điểm tựa, tay cầm vào cán búa, càng cách xa đầu búa thì càng nhổ dễ, dùng lực từ cánh tay hướng theo chiều lực như hình vẽ khi cán búa quay thì đinh cũng được nhổ dần lên.
- Mô tả cách dùng kìm nhổ đinh: kẹp mũi kìm vào đinh, ấn mũi kìm xuống tấm gỗ để lấy điểm tựa, tác dụng lực vào cán kìm theo chiều lực như hình vẽ khi cán kìm quay thì đinh cũng được nhổ dần lên.
b. Đòn bẩy có thể làm thay đổi hướng của lực tác dụng và khi một vật quay do chịu lực tác dụng thì nó có thể tác dụng lực lên một vật khác.
- Dùng búa nhổ đinh là áp dụng đòn bẩy loại 1 cho ta lợi về lực.
- Dùng kìm nhổ đinh là áp dụng đòn bẩy loại 2 cũng cho ta lợi về lực.
⚙️ Vận dụng
Nêu một số công việc trong thực tiễn có sử dụng đòn bẩy. Dùng hình vẽ để mô tả tác dụng của đòn bẩy trong công việc đó.
- Dùng xà beng để bẩy vật.
🕵️♀️ Em có biết
Archimedes là một nhà toán học, nhà vật lí, kĩ sư và nhà thiên văn học người Hy Lạp. Ông có nhiều phát minh nổi tiếng có ý nghĩa trong cuộc sống như quy tắc đòn bẩy, định luật về lực tác dụng lên một vật nằm trong lòng chất lỏng hay chất khí (định luật Acsimet),... Cho đến nay, người ta vẫn lưu truyền câu nói của ông về ý nghĩa của đòn bẩy:
Hãy cho tôi một điểm tựa, tôi sẽ nhấc bổng Trái Đất lên!Mặc dù trong thực tế không có điểm tựa hay chiếc đòn bẩy nào như vậy nhưng câu nói này của Archimedes đã nêu bật ứng dụng của đòn bẩy.
🔑 Kiến thức cốt lõi
• Đòn bẩy có thể đổi hướng tác dụng của lực.
• Đòn bẩy được chia thành ba loại khác nhau tuỳ theo vị trí của vật, vị trí lực tác dụng, điểm tựa.
• Trong thực tiễn, việc sử dụng đòn bẩy sẽ giúp thực hiện nhiều công việc thuận tiện và hiệu quả hơn.
BÀI TẬP
Đang cập nhật
