Cho cơ cấu bánh răng ăn khớp như hình vẽ. Chọn phát biểu đúng:

Lực quán tính phát sinh khi có sự thay đổi về vận tốc (cả về độ lớn và hướng) của một vật. Trong máy móc, lực quán tính có thể gây ra nhiều tác hại khác nhau:

* Tăng áp lực khớp động, dẫn đến tăng ma sát ở các khớp: Khi các bộ phận máy chuyển động thay đổi vận tốc, lực quán tính tác dụng lên các khớp động, làm tăng áp lực lên các bề mặt tiếp xúc, từ đó tăng ma sát. Ma sát tăng làm tiêu hao năng lượng và gây mòn các chi tiết.
* Làm nóng khớp động, gây mòn khớp động: Ma sát tăng sinh ra nhiệt, làm nóng các khớp động. Nhiệt độ cao có thể làm giảm độ bền của vật liệu và đẩy nhanh quá trình mài mòn.
* Gây ra hiện tượng rung động cho máy: Lực quán tính thay đổi liên tục có thể kích thích các bộ phận máy rung động. Rung động không chỉ gây ồn mà còn có thể làm hỏng các chi tiết và giảm tuổi thọ của máy.

Vì cả ba phương án A, B, và C đều đúng, nên đáp án chính xác là D.

Lực quán tính là lực xuất hiện khi xét chuyển động của một vật trong hệ quy chiếu phi quán tính. Nó tỉ lệ với khối lượng của vật và gia tốc của hệ quy chiếu phi quán tính so với hệ quy chiếu quán tính.

- Phương án A: Vận tốc của cơ cấu lớn có thể gây ra các vấn đề khác (như rung động, mài mòn), nhưng không trực tiếp sinh ra lực quán tính.
- Phương án B: Ngoại lực tác dụng lên cơ cấu không cân bằng sẽ gây ra gia tốc cho cơ cấu. Chính gia tốc này (trong hệ quy chiếu phi quán tính gắn với cơ cấu) sẽ sinh ra lực quán tính.
- Phương án C: Trọng lượng của các khâu là một dạng lực hấp dẫn, không phải lực quán tính.

Do đó, đáp án đúng nhất là B.

Để cân bằng máy, ta cần làm triệt tiêu các phản lực động phụ phát sinh do chuyển động của các bộ phận máy. Đồng thời, cần triệt tiêu cả lực quán tính và moment lực quán tính để tránh gây rung động và tải trọng không mong muốn lên các bộ phận khác của máy. Việc phân bố lại khối lượng vật quay cũng là một phương pháp để đạt được sự cân bằng, bằng cách điều chỉnh vị trí và giá trị khối lượng để các lực và moment quán tính được cân bằng.

Do đó, đáp án D là chính xác nhất vì nó bao gồm tất cả các yếu tố cần thiết để cân bằng máy.

Lực quán tính là một lực biểu kiến xuất hiện khi ta xét chuyển động của một vật trong một hệ quy chiếu phi quán tính (tức là hệ quy chiếu có gia tốc). Lực quán tính có độ lớn bằng tích của khối lượng vật và gia tốc của hệ quy chiếu, và có chiều ngược với chiều gia tốc của hệ quy chiếu.

Các phương án:
* A. Còn gọi tên chung là mất cân bằng động. Mất cân bằng động là một trong những nguyên nhân sinh ra lực quán tính, do đó phương án A đúng.
* B. Tồn tại cả lực quán tính và moment lực quán tính. Trong nhiều trường hợp, lực quán tính không chỉ có tác dụng tịnh tiến mà còn gây ra moment lực, đặc biệt khi vật có kích thước và hình dạng phức tạp. Do đó, phương án B đúng.
* C. Vật vừa mất cân bằng ở trạng thái tĩnh vừa mất cân bằng ở trạng thái động. Lực quán tính xuất hiện khi hệ quy chiếu không quán tính, tức là có gia tốc. Điều này liên quan đến sự mất cân bằng động chứ không nhất thiết liên quan đến mất cân bằng tĩnh. Do đó, phương án C đúng.

Vì cả A, B và C đều đúng, đáp án đúng là D.

Phân tích các phương án:
- A: Khi vật quay mất cân bằng động thuần túy, sẽ tồn tại moment lực quán tính do các lực quán tính không đồng phẳng gây ra. Phương án này đúng.
- B: Đối với vật quay có bề dày lớn, để vật cân bằng, trọng tâm của vật phải nằm trên trục quay VÀ trục quay phải là trục quán tính chính trung tâm. Thiếu điều kiện trục quay phải là trục quán tính chính trung tâm nên phương án này sai.
- C: Khi vật quay mất cân bằng tĩnh, tồn tại lực quán tính, nhưng không có moment lực quán tính (vì các lực quán tính đồng phẳng và có thể quy về một lực). Phương án này sai.
- D: Do có phương án sai, nên phương án này sai.

Vậy đáp án đúng là A.