Bài giảng vật lý đại cương chương 3 lê văn nam

Ma sát trong chuyển động lăn của vật rắn LÊ VĂN NAM - ĐH CNTP ... Vật rắn Vật rắn là một hệ chất điểm đặc biệt, trong đó khoảng cách giữa hai điểm bất kỳ của vật luôn luôn ……….... C

Trang 1

3.1. Vật rắn

3.2 Khối tâm

3.3 Chuyển động của vật rắn

3.4 Phương trình động lực học vật rắn

3.5 Phương pháp giải bài toán động lực học vật rắn

3.6 Ma sát trong chuyển động lăn của vật rắn

LÊ VĂN NAM - ĐH CNTP



Trang 2

3.1 Vật rắn

Vật rắn là một hệ chất điểm đặc biệt, trong đó

khoảng cách giữa hai điểm bất kỳ của vật luôn luôn

……… trong quá trình chuyển động

A

B

Trang 3

3.2 Khối tâm

Một hệ gồm n chất điểm M1, M2, M3 … Mn

lần lượt có khối lượng m1, m2, m3 ,…,mn

m M G m M G    m M G 

1

n

i i i

m M G



M2

M3

M4

Mn

Khối tâm G của hệ là một điểm thoả mãn hệ thức

Trang 4

3.2 Khối tâm

Ví dụ

Một thanh AB đồng chất, thiết diện đều, dài 1m và có khối lượng 100g Người ta gắn vào thanh hai khối lượng: m1 = 20g cách A 20cm và m2 = 40g cách A 40cm Tìm vị trí khối tâm của hệ

y

A B

20cm 40cm

n

i i

i 1

m M G 0





Trang 5

3.2 Khối tâm

Toạ độ của khối tâm G đối với một góc toạ độ O nào đó

G

o

y

x

M1

M2

M3

M4

Mn

OG R(X, Y, Z) 

Đặt

i i i i i

OM  r (x , y , z )

n

i i

i 1 n

i

i 1

m r R

m





Chiếu lên ba trục tọa độ

n

i i

i 1 n

i

i 1

m x X

m





n

i i

i 1 n

i

i 1

m y Y

m





n

i i

i 1 n

i

i 1

m z Z

m





R

1

r

2

r

Trang 6

3.2 Khối tâm

Ví dụ

Xác định khối tâm của hệ gồm 4 khối lượng 10g, 20g,

30g, 40g đặt tại 4 đỉnh của một hình vuông cạnh 20cm

G

X   (cm)

G





i

n i

i i

m

x m X

1





 n

i

n

i

i i

m

y m Y

1

o

y

x

30g 20g

20cm

Trang 7

3.2 Khối tâm

Vận tốc của khối tâm

i i i

G

i i

m v V

m



Hay:

: tổng động lượng của hệ

i i i

i i

i

P

m

i i

i G

i i

dr m

V



Trang 8

3.3 Chuyển động của vật rắn

CĐ CỦA VR CĐ tịnh tiến của khối tâm

CĐ quay quanh trục đi qua khối tâm

Trang 9

Chuyển động tịnh tiến

Là CĐ trong đó

đường thẳng nối giữa

2 điểm bất kỳ trên vật

luôn ………… với

chính nó trong suốt

quá trình chuyển

động.

Quỹ đạo của các chất điểm …………

Vectơ vận tốc và gia tốc của các chất điểm tại

cùng một thời điểm là …………

Trang 10

Quỹ đạo của các chất điểm là

các đường tròn có tâm nằm trên

trục quay, mặt phẳng quỹ đạo

vuông góc với trục quay

Góc quay, vận tốc góc và gia tốc

góc của các chất điểm tại cùng 

Chuyển động quay

Phương trình chuyển động tịnh tiến

i 1 i 1

( m )a F



Trang 11



F

VR ……… trục quay

VR ………trục

VR có xu hướng …… trục quay

Chuyển động quay

_ Tác dụng một lực bất

kỳ lên vật rắn làm vật

Trang 12

3.4 Phương trình động lực học vật rắn

Trị số:

r.F Sin(r, F )

 

O

M

t F r



Momen lực đối với trục quay

t

r F

  



t

r.F

 

dL M

dt



dt





M   I

( phương trình cơ bản của vật rắn quay)

Trang 13

Momen quán tính

* Momen quán tính I là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật rắn trong chuyển động quay

2

I    I  m r

2

I   dI   r dm

• Đối với hệ chất điểm

• Đối với vật có khối lượng phân bố liên tục

Trang 14

lượng m=0,2 kg được bố trí trên 8 đỉnh của một khối lập phương cạnh a = 20 cm Tính momen quán tính của hệ đối với trục đi qua một cạnh của khối

8

2

i i

i 1



 

I  .

1

2

3

6



Trang 15

2

M.

I

12



2

R2

M



R

b) Đĩa đồng

chất

2

.R

M



R

c) Vành tròn

M



G

a) Thanh

mỏng dài l

Trang 16

2

5

2

R M

M



d) Khối cầu

)

( 12

b a



a

b

e) Mặt chữ nhật

Trang 17

LÊ VĂN NAM - ĐH CNTP Momen quán tính

Trang 18

3.4 Phương trình động lực học vật rắn Momen quán tính ( trục quay không qua khối tâm )

G



2 G

2

5



* Định lý Steiner – Huygens

Trang 19

Động năng chuyển động tịnh tiến

2

d _ tinhtien

mv W

2



Động năng chuyển động quay

d _ quay

W

2



Động năng chuyển động lăn

2

d _ lan d _ tinhtien d _ quay

mv

2 2

Định dạng
Số trang	19
Dung lượng	0,96 MB