BÀI GIẢNG VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG A1Chương 2 ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM

– Vận dụng giải các bài toán cơ bản về động lực học trong HQC quán tính và không quán tính... 2 Khái niệm về khối lượng: – Là số đo mức quán tính của vật và mức độ hấp dẫn của vật đối

BÀI GIẢNG VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG A1

Chương 2

ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM

MỤC TIÊU

Sau bài học này, SV phải :

– Nêu được đặc điểm của các lực cơ học

– Nêu được các đ/luật Newton , các đ/lí về đlượng , momen đ/lượng

– Vận dụng giải các bài toán cơ bản về

động lực học trong HQC quán tính và

không quán tính

NỘI DUNG

2.1 KHÁI NIỆM LỰC , KHỐI LƯỢNG

2.2 CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON

2.3 PHƯƠNG PHÁP ĐỘNG LỰC HỌC 2.5 ĐỘNG LƯỢNG

2.6 MÔMEN ĐỘNG LƯỢNG

2.7 NGUYÊN LÍ TƯƠNG ĐỐI GALLILÉE 2.8 LỰC QUÁN TÍNH

2.9 CĐ TRONG TRƯỜNG HẤP DẪN

2) Khái niệm về khối lượng:

– Là số đo mức quán tính của vật và mức độ hấp dẫn của vật đối với vật khác.

– Kí hiệu: m

– Đơn vị: ( kg )



F

Lưu ý:

2.1- LỰC VÀ KHỐI LƯỢNG4) Các lực cơ học: a) Lực hấp dẫn – trọng lực:

Trọng lực: Là lực hấp dẫn của Trái Đất tác

dụng vào vật, có tính đến ảnh hưởng của chuyển động tự quay quanh trục của Trái Đất.

2.1- LỰC VÀ KHỐI LƯỢNG4) Các lực cơ học: a) Lực hấp dẫn – trọng lực:

Gia tốc rơi tự do:

Là gia tốc rơi của các vật trong chân không, chỉ dưới tác dụng của trọng lực.

2.1- LỰC VÀ KHỐI LƯỢNG

4) Các lực cơ học: b) Lực đàn hồi:

dh

F r      k l r kx r

• Xuất hiện khi vật bị biến dạng.

• Ngược chiều với chiều biến

dạng.

• Tỉ lệ với độ biến dạng.

2.1- LỰC VÀ KHỐI LƯỢNG

4) Các lực cơ học: b) Lực đàn hồi:

• Lực căng dây

có bản chất là lực đàn hồi.

• Phản lực pháp tuyến

của mặt tiếp xúc cũng có bản chất là lực đàn hồi.

2.1- LỰC VÀ KHỐI LƯỢNG

4) Các lực cơ học: c) Lực ma sát:

2.1- LỰC VÀ KHỐI LƯỢNG

4) Các lực cơ học: c) Lực ma sát:

Lực ma sát tĩnh (nghỉ):

• Xuất hiện khi vật có

xu hướng trượt trên mặt tiếp xúc

2.1- LỰC VÀ KHỐI LƯỢNG4) Các lực cơ học: c) Lực ma sát:

Lực ma sát động:

• Xuất hiện khi vật

trượt (hoặc lăn) trên mặt tiếp xúc

2.1- LỰC VÀ KHỐI LƯỢNG4) Các lực cơ học: c) Lực ma sát:

Lực ma sát ướt (nhớt):

• Xuất hiện khi vật rắn

chuyển động trong chất lỏng hoặc chất khí.

• Tỉ lệ với tiết diện cản

và tỉ lệ bặc nhất với vận tốc (hoặc bậc 2, nếu vận tốc lớn).

• Ngược chiều chiều

chuyển động.

2 c

Tóm lại, về bản chất, các lực cơ học gồm:

Lưu ý đặc điểm và biểu thức định lượng của các lực.

r

r r

m

m G

Mm G

2.2- CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON

0 a

2.3- PP ĐỘNG LỰC HỌC:

B1: Phân tích các lực tác dụng lên vật.

B2: Áp dụng phương trình cơ bản của động

lực học:

B3: Chiếu lên các trục toạ độ.

B4: Giải hệ pt và biện luận kết quả.

VÍ DỤ 1:

Vật khối lượng m , chuyển động dưới tác dụng của lực đẩy

F 2 và lực kéo F 1 như hình vẽ Tính gia tốc của vật, biết hệ

số ma sát trượt giữa vật và mặt đường là .

1 F

 2

 N

Đáp số:

m

mg)

sin(cos

F)

sin(cos

sin (cos

sin (cos

2

T

1 P



1

T

 N

ms F



x y

O

Cho cơ hệ như hình vẽ Bỏ qua ma sát ở trục ròng rọc,

khối lượng dây và ròng rọc Dây không giãn, không trượt trên ròng rọc Hệ số ma sát giữa m 1 và mặt nghiêng là  Tính gia tốc của các vật, biết m 2 đi xuống.



ma sát thì a = ?

Nếu  = 0 thì a = ?

Ví dụ 3:

Vật m = 4kg đặt trên mặt phẳng nghiêng góc  = 30 0 so với phương ngang thì nó trượt xuống dưới với gia tốc 2m/s 2 Tính lực ma sát và hệ số ma sát Muốn vật trượt lên trên dốc nghiêng với gia tốc 2m/s 2 , phải tác dụng lực F = ? theo phương nghiêng góc  = 30 0 so với mpn?

ms F

0,346

P cos  40 3 / 2  5 



Ví dụ 3:



ms F

x y

Ví dụ 4:

Cho cơ hệ như hình vẽ m 1 = 3kg, m 2 = 2kg,  = 30 0 , hệ

số ma sát giữa m 1 với mặt bàn là  = 0,2 Tính lực kéo

F để m 2 đi lên với gia tốc a = 0,5 m/s 2 ? Giả sử không có lực kéo F thì m 2 đi xuống với gia tốc a’ = bao nhiêu?

Ví dụ 5:

Cho cơ hệ như hình vẽ m 1 = 3kg, m 2 = 2kg, hệ số ma sát giữa

m 1 với mặt bàn là  1 = 0,2; hệ số ma sát giữa m 2 với mặt bàn

là  2 = 0,3 Tính lực đẩy F để hệ chuyển động với gia tốc a = 0,5 m/s 2 ? Khi đó hãy tính lực tương tác giữa m 1 và m 2 .

Đặc điểm của vectơ động lượng:

p

v

Xác định động lượng của hệ 2 chất điểm m 1 = 200g và m 2 = 300g chuyển động với vận tốc v 1 = 4m/s và v 2 = 2m/s, biết rằng:

2) Định lí về động lượng:

d p

F dt

Ví dụ:

Quả bóng nặng 300g, đập vào tường với vận tốc

6m/s theo hướng hợp với tường một góc 60 o rồi nảy

ra theo hướng đối xứng với hướng tới qua pháp

tuyến của mặt tường với tốc độ cũ Tính xung lượng

mà tường đã tác dụng vào bóng trong thời gian va chạm và độ lớn trung bình của lực do tường tác

dụng vào bóng, nếu thời gian va chạm là 0,05s

3) ý nghĩa động lượng, xung lượng:

• Động lượng:

– Đặc trưng cho chuyển động về mặt

ĐLH.

– Đặc trưng cho khả năng truyền chuyển

động trong các bài toán va chạm.

• Xung lượng:

– Đặc trưng cho tác dụng của lực vào vật.

2.4- ĐỘNG LƯỢNG:

4) Định luật bảo toàn động lượng:

i heä

p

Hệ như thế nào là KÍN?

– Cô lập, không có ngoại lực

– Tổng các ngoại lực triệt tiêu

– Nội lực rất lớn so với ngoại lực

Chú ý: Hệ kín theo phương nào thì động lượng

của hệ theo phương ấy sẽ bảo toàn

2.4- ĐỘNG LƯỢNG:

5) Ứng dụng ĐLBTĐL:

• Súng giật khi bắn

• Chuyển động bằng phản lực

•

• Ví dụ: Một viên đạn đang bay theo phương

ngang với vận tốc v = 80m/s thì nổ thành hai

mảnh có khối lượng bằng nhau Mảnh thứ nhất bay thẳng đứng lên cao với vận tốc 120m/s Xác định vận tốc của mảnh thứ hai

2.4- ĐỘNG LƯỢNG:

i eä



Mômen động lượng của chất điểm c/đ tròn:

Mômen lực đặc trưng cho tác dụng làm quay của lực

O / F

Mômen lực:

2.5- MÔMEN ĐỘNG LƯỢNG:

Ví dụ : một thợ sửa ống nước amateur, không thể mở được đoạn ống nước bằng cách xoay mạnh mỏ lếch bằng tay Anh ta sử dụng toàn bộ trong lượng 900N của mình để đè lên phần cuối của cán cái mỏ lếch Khoảng cách từ tâm xoay của đoạn ống nước tới điểm đè của trọng lượng anh ta là 0.8m Phương cán mỏ lếch hợp với phương ngang một góc 19 0 Tìm độ lớn và chiều của moment lực tạo ra tại tâm quay của đoạn ống nước.

Ví dụ:

• Trên một mặt phẳng nằm ngang nhẵn, có một chất điểm khối lượng m được buộc vào một sợi dây mảnh, nhẹ, không co giãn Khi chất

điểm chuyển động tròn quanh tâm O, người ta kéo đầu kia của sợi dây qua một lỗ O nhỏ với vận tốc không đổi Tính lực căng dây theo

khoảng cách r giữa chất điểm và O, biết rằng khi r = r0 thì vận tốc góc của chất điểm là 0

2 0

2.6- NG LÝ TƯƠNG ĐỐI GALILÉE:

2) Quan điểm về t/g trong CHCĐ:

t t ' 

Thời gian trôi đi giống nhau trong mọi hệ qui

chiếu

1) Đặt vấn đề:

- Thời gian trôi đi trong các HQC khác nhau có

giống nhau không?

- Các hiện tượng cơ học xảy ra giống nhau trong

các HQC khác nhau hay không?

3) Phép biến đổi Galilée:

O z

2.6- NG LÝ TƯƠNG ĐỐI GALILÉE:

- Khoảng không gian là bất biến trong các hqc:

M/O M/O' O'/O

v v v

 

- Xuất hiện khi k/s vật trong HQC không qt

- Ngược chiều với gia tốc của HQC

- Không có phản lực

Ví dụ:

• Một xô nhỏ đựng nước được buộc vào sợi

dây dài a = 40cm, rất nhẹ, không co giãn Quay tròn đều xô nước trong mặt phẳng

thẳng đứng Tính vận tốc quay nhỏ nhất để nước không chảy ra ngoài

1) Lực quán tính li tâm:

2.7- LỰC QUÁN TÍNH:

  

2.7- LỰC QUÁN TÍNH: