Bài 24. Chuyển động của hệ vật

_Trong biểu thức gia tốc chung của hai vật, chỉ có mặt các ngoại lực mà không có mặt các nội lực.. Các nội lực không gây ra gia tốc cho hệ vì chúng xuất hiện từng cặp trực đối nhau... Gh

Dạng chuyển động trong những hình trên là gì? Đặc điểm của chuyển động đó như thế nào?

1 Khái niệm về hệ vật.

Ta xét bài toán SGK trang 107

1 Khái

niệm

về hệ

vật

F

m 2

F ms1

F ms2

m 1

T’ T

Chiều chuyển động

Tóm tắt:

_Vật m 1 nối với vật m 2

bằng một sợi dây nối _ Lực F tác dụng vào F m 1 

dây nối căng  2 vật chuyển động

_Hệ số ma sát trượt : μ t

_ ‘?’ : a =? ; a T = ? T

Phân tích bài toán :

_Dưới tác dụng của lực F, vật m1 có gia tốc và bắt đầu chuyển động, dây bị kéo căng và xuất hiện cặp lực căng

T và T’ tác dụng lên mỗi vật _Tóm lại ta xét đến các lực sau:

+Lực F tác dụng lên vật m1 +Lực căng T và T’ tác dụng lên mỗi vật +Lực ma sát Fms1 và F ms2

+Trọng lực của mỗi vật cân bằng với phản lực pháp tuyến (có thể bỏ qua)

F

m 2

F ms1

F ms2

m 1

T’ T

Chiều chuyển động

1 Khái

niệm

về hệ

vật

Lời giải:

_Áp dụng định luật II Niu-tơn cho hệ gồm 2 vật ta có :

F + F ms1 + T 1 = m 1 a (1)

F ms2 + T 2 = m 2 a (2)

_Ta chọn trục toạ độ xx’ huớng theo lực F, đồng thời

T 2 - F ms2 = m 2 a (4)

F

T’ T

F ms1

F ms2

1 Khái

niệm

về hệ

vật

_Cộng vế với vế của (3) và (4) cho ta:

F

T’ T

F ms1

F ms2

a = F – T – F ms1 + T’ – F ms2

m 1 + m 2

a = F – (F ms1 + F ms2 )

m 1 + m 2

a = F –μ t (m 1 + m 2 ) g

m 1 + m 2

1 Khái

niệm

về hệ

vật

_ Thay a vào (4) ta được:

m 1 + m 2

m 2 F

T =

a = F –μ t (m 1 + m 2 ) g

m 1 + m 2

m 1 + m 2

m 2 F

T =

*Đáp số:

1 Khái

niệm

về hệ

vật

***Nhận xét:

và dây nối, thì T và T’ là nội lực, còn lực kéo F,

các lực ma sát, trọng lực, phản lực pháp tuyến của mặt bàn đều là ngoại lực

_Trong biểu thức gia tốc chung của hai vật, chỉ có mặt các ngoại lực mà không có mặt các nội lực Các nội lực không gây ra gia tốc cho hệ vì chúng xuất hiện từng cặp trực đối nhau.

F

m 2

T’ T

F ms1

F ms2

m 1

1 Khái

niệm

về hệ

vật

Ghi nhớ:

*Hệ vật là tập hợp hai hay nhiều vật mà giữa chúng

có tương tác.

*Lực tương tác giữa các vật trong hệ gọi là nội lực Lực do vật ở ngoài hệ tác dụng lên vật trong hệ gọi

là ngoại lực.

1 Khái

niệm

về hệ

vật

2 Một ví dụ khác về hệ vật

1 Khái

niệm

về hệ

vật

2 Một ví

dụ

khác

về hệ

vật

Xét bài toán như hình 24.2 SGK trang 108

Tóm tắt:

băng một sợi dây _ α = 30 o

_

_Thả cho hệ vật chuyển động

_ Hệ số ma sát trượt: μ t

_ ‘?’: +gia tốc cho mỗi vật?

+lực căng của dây?

α

N

F ms

T’

P 2

P 2x

P 2y

P 1

T

T’

T

Phân tích bài toán :

_ Dây nối bị kéo về hai phía luôn luôn căng Mặt khác,

chiều dài dây không đổi, khối lượng dây và ròng rọc không đáng kể, nên hai vật luôn luôn có cùng tốc độ và cùng độ lớn gia tốc

_ Ta xét các lực sau:

+ Lực P1 tác dụng vào m1 + Lực P2 tác dụng vào vật m2 có thể phân tích thành 2 thành phần:

• P2x có xu hướng làm cho vật trượt xuống

• P2y nén vật vuông góc với mặt phẳng nghiêng + Lực ma sát Fms , các lực căng dây T và phản lực pháp tuyến N

1 Khái

niệm

về hệ

vật

2 Một ví

dụ

khác

về hệ

vật

Lời giải:

_Chọn trục toạ độ có chiều dương là chiều chuyển động cho mỗi vật

_Áp dụng định luật II Niu-tơn đối với hệ gồm vật 1 và vật

2 ta có độ lớn các lực trong hệ :

*P 1 = m 1 g = 0,3 9,8 = 2,94 N *P 2 = m 2 g = 0,2 9,8 = 1,96 N + P 2x = P 2 sin30 o = 0,98 N + P 2y = P 2 cos30 o = 0.98√3 N

α

N

F ms

T’

P 2

P 2x

P 2y

P 1

T

T’

T

1 Khái

niệm

về hệ

vật

2 Một ví

dụ

khác

về hệ

vật

*Vật 2 trượt trên mặt phẳng nghiêng thì

F ms =μ t P 2y =0,3.0,98 √3

F ms ≈ 0,51 N

_Ta thấy P 1 > P 2x + F ms, nên : +vật 1 sẽ chuyển động thẳng đứng, hướng theo

hướng của trọng lực P 1

+ vật 2 sẽ trượt lên trên theo phương của mặt phẳng nghiêng

+ Vì vậy nên lực ma sát có phương hướng xuống phía dưới

1 Khái

niệm

về hệ

vật

2 Một ví

dụ

khác

về hệ

vật

_Ngoài ra, tác dụng lên mỗi vật còn có lực căng dây Các lực

căng này có độ lớn , gọi chung là T áp dụng định luật II

Niu-tơn cho từng vật

_Cộng vế với vế của (1) và (2) ta được:

P 1 – P 2x - F ms

a =

m 1 + m 2 =

2,94 – 0,98 -0,51 0,3 +0,2 2.9 (m/s

2 )

=

T = P 1 – m 1 a = 2,94 – 0,3.2,9 = 2,07 (N)

α

N

F ms

T’

P 2

P 2x

P 2y

P 1

T

T’

T

1 Khái

niệm

về hệ

vật

2 Một ví

dụ

khác

về hệ

vật