Chương 2: Đông lực học chất điểm ppt

Các định luật Niu tơn – các định lý về động lượngA.Các định luật Niu Tơn I.Định luật I 1.Vật tự do: là một vật không chịu bất kỳ lực tác dụng nào từ các vật khác.. Định luật : khi một vậ

Bài 1 Các định luật Niu tơn – các định lý về động lượng

A.Các định luật Niu Tơn

I.Định luật I

1.Vật tự do: là một vật không chịu bất kỳ lực tác dụng nào từ các vật khác.

2 Định luật : khi một vật không chịu tác dụng của một lực nào hoặc hợp lực của tất cả các lực tác

dụng vào vật bằng không thì vật đứng yên sẽ đứng yên mãI mãI vật chuyển động sẽ

chuyển động thẳng đều.

_ định luật này còn được gọi là định luật quán tính.

II.Định luật 2 :

1.Sự va chạm của các vật: Theo định luật 1 khi một vật thay đổi vận tốc thì vật đó không còn là

vật tự do Lúc đó nó chịu tác dụng của ngoại lực

_ Thực hiện nhiều thí nghiệm khác nhau người ta thấy khi hai vật va chạm nhau

2.Khối lượng và quán tính:

Từ biểu thức : Độ biến thiên vận tốc tỷ lệ nghịch với khối lượng.

Tức là vật nào có khối lượng lớn khi va chạm sẽ nhận được vận tốc nhỏ.

Hay vật nào có khối lượng lớn sẽ có mức quán tính lớn và ngược lại.

m

m v

v

1

2 2

1 





m

m v

v

1

2 2

1 





3.Khái niện về lực : Khi một vật chịu tương tác của một lực thì vận tốc của nó bị thay đổi và

do dố xung lượng cũng thay đổi.

_giả sử trong thời gian Dưới tác dụng của một lực F chất điểm có khối lượng m có biến thiên động lượng : = Ta có :

Vậy lực là một đại lượng véc tơ.Lực tác dụng lên một chất điểm bằng đạo hàm của xung lượng chất điểm theo thời gian

-Trong hệ tọa độ OXYZ

Với các thành phần trên các trục: ; ;

4.Phát biểu định luật 2:

Ta có: Hay Gọi là phương trình cơ bản của động lực học chất điểm.

Định luật : gia tốc của một vật tỷ lệ thuận với lực tác dụng vào vật và tỷ lệ nghịch với khối

lượng của vật.

_ Nếu vật chịu nhiều lực thì

_Với chuyển động cong :

t



P

dt

dp t

P

F

Ftb  







e F e F e F

dt

dp

x

dt

dp

dt

dp

z

s

m

dt

dv dt

mv d dt

dp

m

F F

F F

F     n hl

2 1

 a a 

m

III.Định luật 3:

a.Thí nghiệm :cho 2 viên bi A và B va chạm nhau.Bi A có khối lượng vận tốc Bi B có khối lượng vận tốc Ta thấy: hay

Xét khoảng thời gian vô cùng nhỏ

Thành phần là lực do viên bi 2 tác dụng vào bi 1 Là lực do bi 1 tác dụng vào bi 2

Ta suy ra : Trong đó một lực là lực tác dụng còn lực kia là phản lực

b.Định luật: Khi tương tác hai vật sẽ tác dụng lẫn nhau hai lực cùng phương ngược chiều và cùng độ

lớn

Chú ý: Hai lực này không phải 2 lực cân bằng mà chỉ là 2 lực trực đối (vì đặt vào 2 vật khác nhau)

2 1

t



dt dt

dp







dt

dp1

dt

dp2

F

F12   21

Bài 2 chuyển động tương đối –Nguyên lý tương đối GALIlê

I.Không gian và thời gian theo cơ học cổ điển

Xét hai hệ quy chiếu OXYZ và trong đó OX trùng OY Giả sử hệ O đứng yên Hệ Chuyển động với vận tốc so với hệ O và vận tốc của chất điểm M với hệ là

Ta có quãng đường mà chất điểm M đi được trong hệ O là

Gọi là phép biến đổi Galilê

II Nguyên lý tương đối Galilê

Các thí nghiệm của Galilê đã dẫn đến một nguyên lý quan trọng trong tự nhiên là:

Mọi hệ quy chiếu quán tính đều tương đương nhau về phương diện cơ học.

ý nghĩa :Thực tiễn của nguyên lý này là mọi hiện tượng vật lý đều xảy ra hoàn toàn như

nhau trong các hệ quy chiếu quán tính.

Chú ý :quỹ đạo của một chuyển động có thể sẽ khác nhau trong những hệ quy chiếu quán

tính khác nhau.

z y x

oo x

y

z

t



oo x

y

z

,

z

y

x

x,

y,

z,

v,

v0

III.công thức cộng vận tốc

xét hai hệ quy chiếu trên: giả sử ở thời điểm ban đầuchấ điểm M trùng Với gốc O và trùng với gốc sau thời gian t chất điểm M dịch chuyển được độ dời và ra xa một đoạn

Ta có: Nên Chia cả hai vế cho dt ta được:

Hay:

Chú ý :khi sử dụng công thức này người ta đã giả thiết thời gian trôi giống nhau trong các hệ quy chiếu .trên thực tế khi các hệ quy chiếu chuyển động đều vớivận tốc lớn (gần vận tốc C) thì công thức không còn đúng nữa

IV.Công thức cộng gia tốc

Tương tự như vận tốc ta có công thức cộng gia tốc :

Trong đó vận tốc hay gia tốc của chất điểm so với hệ quy chiếu đứng yên gọi là vận tốc tuyệt

đối hay gia tốc tuyệt đối so với hệ quy chiếu chuyển động gọi là vận tốc tương đối hay gia tốc tương đối vận tốc của hệ quy chiếu chuyển động hay gia tốc của hệ quy chiếu chuyển động so với hệ quy chiếu đứng yên gọi là vận tốc hay gia tốc kéo theo

o,

dr

MM, o, o MN dr,



NM MN

0

v

dr

dt

dt

dr

0

,



,



 v13 v12 v23

a a

a13  12  23

I.Nhóm lực đàn hồi:

1.Lực đàn hồi

a.Điều kiện xuất hiện : lực đàn hồi xuất hiện khi một vật bị nén hoặc kéo làm cho vật biến dạng

-Tính chất: lực đàn hồi luôn ngược chiều biến dạng của vật

- Công thức tính (K là độ cứng của vật đàn hồi; l à độ biến dạng )

b Phản lực : là một dạng lực đàn hồi xuất hiện khi vật A nén lên mặt tiếp xúc với vật B Lực này có phương

vuông góc với mặt tiếp xúc,có chiều từ tâm vật A đi ra xa mặt tiếp xúc

c.Lực căng dây: xuất hiện khi dây bị kéo dãn.

- Có phương nằm dọc theo dây ,chiều ngược chiều lực kéo dãn

-Độ lớn không tính trực tiếp qua biến dạng được mà phải xác định

Qua các lực khác và gia tốc mà vật đạt được

II Nhóm lực ma sát:

1.Ma sát trượt Xuất hiện khi vật này trượt trên vật kia.

2 Ma sát lăn Xuất hiện khi vật này lăn trên vật kia Công thức tính:

3 Ma sát nghỉ Lực này có khi vật này đứng yên trên vật kia

4 Ma sát nhớt xuất hiện khi các khối chất lỏng hoặc khí chuyển động tương đối so với nhau.

- Có 2 loại (khi vận tốc nhỏ; ( khi vận tiíc lớn ) với

III ứng dụng các địnhluật Niu Tơn để giải các bài toán cơ học (gồm 4 bước)

+bước 1 Nhận biết (vẽ) phân tích bản chất tất cả các lực tác dụng lên vật (chú ý các lực xuất hiện từng cặp)

+bước 2 Viết phương trình định luật 2 cho từng vật cụ thể ( )

l K

B

N

v K

v K

N

k

k2  1

A

ma

+Bước 3 Chọn hệ quy chiếu ( hệ trục mốc 0 nếu cần ) sao cho bài toán đơn giản nhất.chọn chiều chuyển

động cho hệ rồi chiếu phương trình véc tơ lên hệ trục để được phương trình đại số

+bước 4 Giải hệ phương trình đại số đẻ tìm các yếu tố cần tìm

IV Các lực quán tính:

1.Lực quán tính ly tâm : Lực này xuất hiện khi hệ chuyển động quay

Ta có khi đó (có chiều hướng từ tâm ra ngoài)

Lực này tác dụng lên vật không phụ thuộc vào vật đứng yên hay chuyển

động thẳng đều với hệ

2 Lực criolis :

Là lực làm cho một vật chuyển động trên một vật chuyển động quay

Có quỹ đạo là một đường cong trước khi bay ra khỏi hệ theo phương tiếp tuyến

Có công thức tính: ( là vận tốc của vật với hệ quy chiếu quay)

Ví dụ : đặt một quả cầu nhỏ trên một đĩa quay tác dụng vào quả cầu một lực bán kính của đĩa hướng ra ngoài

Tâm quay nếu đĩa không quay quả cầu sẽ chuyển động thẳng ra khỏi đĩa nhưng do đĩa quay có lực criolis

Nên quả cầu chuyển động trên đĩa theo một đường cong trước khi bay ra khỏi đĩa

+Lực này chỉ xuất hiện khi



R

Fk

FLt

o c



v m

Fc 2 12 v12

0

12

v