1. Ứng dụng điều kiện cân bằng của vật rắn quanh một trục cố định tạo ra sản
phẩm bập bênh
I. Lý thuyết
1. Điều kiện cân bằng của vật rắn quanh một trục cố định:
Để vật rắn cân bằng quanh một trục quay thì tổng momen các lực có khuynh
hướng làm vật quay theo một chiều phải bằng tổng momen của các lực có
khuynh hướng làm vật quay theo chiều ngược lại:

2. 2. Nguyên lý hoạt động của bập bênh:
a. Mô hình bập bênh bình thường:
- Cấu tạo:
+ Bập bênh là vật rắn có một trục quay cố định.
+ Bập bênh thường có 2 ghế ngồi đối xứng với nhau qua trục quay, do đó các cánh tay đòn có
giá trị bằng nhau:
+ Bập bênh thường được sử dụng bởi 2 người (hoặc 2 nhóm người có khối lượng lệch nhau
một ít.
- Hoạt động: Gọi m1, m2 lần lượt là khối lượng của 2 người, trong đó m1 > m2 nên
.
Suy ra . > . . Vậy
>
. Do đó, cán bập bênh thường không cân bằng mà bị
xiên về phía người nặng hơn (người nhẹ bị nâng bổng)
b. Mô hình bập bênh kiểu mới:
- Cấu tạo: Ghế ngồi của hai người ở hai bên bập bênh có thể thay đổi được (tức là cánh tay
đòn có thể thay đổi). Khối lượng hai người ở 2 đầu bập bênh là
>
.

3. - Nguyên lý hoạt động: ta có thể thay đổi cánh tay đòn của
hơn) sao cho
≤
suy ra
≥
.
(vị trí ghế ngồi của người nhẹ
. Khi đó, cán bập bênh cũng sẽ xiên, nhưng xiên về
phía người nhẹ hơn (người nặng bị nâng bổng)
- Kết luận: Do đó, với nguyên lý trên, sức mạnh không chỉ phụ thuộc vào lực tác dụng mà
còn phụ thuộc vào cánh tay đòn. Điều này giải thích tại sao trẻ con có thể đánh bật được
người lớn. Vậy trẻ con cũng có khả năng khỏe hơn người lớn!!!
- Ứng dụng của mô hình: Mô hình bập bênh kiểu mới này sẽ là một mô hình đồ chơi phù hợp
cho cả những người chơi có khối lượng lệch nhau nhiều. Với mô hình bập bênh mới này, bố
mẹ cũng có thể chơi cùng con cái của mình.
II. Tiến hành thực hiện mô hình:
(chụp hình mô hình)
a. Làm mô hình bập bênh:
d = 37cm
=
=
= 18.5 cm
Nếu bập bênh không cân bằng khi chưa hoạt động, có thể chỉnh bằng cách thêm một ít khối lượng
cho phía nhẹ hơn (bằng cách trang trí, dán băng keo ở mặt dưới…)
b. Làm mô hình người gỗ:
Cân 2 mô hình người gỗ, ghi lại các giá trị khối lượng:
150g
100g
>
c. Làm bập bênh:
Dựa trên điều kiện cân bằng của vật rắn quanh một trục quanh cố định, ta thay đổi cánh tay đòn
của vật
Mà
thành
sao cho
= 18.5 cm nên ta suy ra
=
. Suy ra
.
=
.
. Khi đó
=
=
= 12cm
Vậy ta dịch chuyển vị trí người thứ 2 sao cho
người nặng.
≤ 12cm thì người nhẹ hơn bắt đầu bật được