Vat ly 1 chuong 4

Quan hệ giữa công suất, lực và vận tốc:Trong chuyển động quay: p  Fv Nếu lực cùng hướng với vận tốc, thì: Các công thức trên là cơ sở để chế tạo bộ hộp số... Khái niệm năng lượngNăng lư

BÀI GIẢNG VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG 1

Chương 4

CÔNG VÀ NĂNG LƯỢNG

TS PHÙNG VIỆT HẢI

z y

x )

s ( )

s ( )

s

(

dz F

dy F

dx F

r d F s

d F cos

Fds A



F

Công của lực F trên đoạn đường s bất kì:

• Nếu lực có độ lớn không đổi và luôn tạo với

đường đi một góc  thì: A = F.s.cos

Công là đại lượng vô hướng có thể dương, âm, hoặc = 0.

Trong hệ SI, đơn vị đo công là jun (J)



F



4.2 – CÔNG SUẤT

dAp

t

tức thời:

Ý nghĩa: Công suất đặc trưng cho khả

năng sinh công của lực.

4.2 – CÔNG SUẤT4.2.2 Quan hệ giữa công suất, lực và vận tốc:

Trong chuyển động quay:

p  Fv

Nếu lực cùng hướng với vận tốc, thì:

Các công thức trên là cơ sở để chế tạo bộ hộp số.

Công suất

4.3 NĂNG LƯỢNG4.3.1 Khái niệm năng lượng

Năng lượng có rất nhiều dạng, tương ứng với các hình thức vận động khác nhau của vật chất: Cơ

năng, Nhiệt năng, Điện năng, Quang năng, Hóa năng, …

Năng lượng là thuộc tính cơ bản của vật chất,

đặc trưng cho mức độ vận động của vật chất

Theo Einstein, một vật có khối lượng m sẽ tương ứng với năng lượng E: E = mc 2 với c = 3.108m/s

Đơn vị đo năng lượng là jun (J).

4.3 – NĂNG LƯỢNG

Năng lượng của hệ cô lập thì không đổi: E = const

4.3.2 Định luật bảo toàn năng lượng

Suy rộng ra trong toàn vũ trụ: Năng lượng không

tự sinh ra và cũng không tự mất đi, mà chỉ chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác, hoặc truyền từ vật này sang vật khác, còn tổng năng lượng không thay đổi.

4.3 – NĂNG LƯỢNG

Một hệ cơ học sẽ trao đổi năng lượng với bên

ngoài thông qua công:

E 2 – E 1 = A

4.3.3 Quan hệ giữa năng lượng và công

Vậy công là số đo năng lượng mà hệ trao đổi với bên ngoài.

4.4 ĐỘNG NĂNG

2

mv 2

1

Eñtt 

2

I 2

4.4 – ĐỘNG NĂNG4.4.2 – Định lí về động năng

Ví dụ: để hãm một ôtô khối lượng 2 tấn đang

chuyển động với tốc độ 36 km/h thì công của lực hãm là:

Định lý động năng trong chuyển động quay

Trong trường lực THẾ, ta dùng hàm E t (x,y,z) hay

U(x,y,z) để đặc trưng cho năng lượng tương tác giữa chất điểm với trường lực THẾ, sao cho:

d F s

d F A

4.5 – THẾ NĂNG

t

t z

t y

t x

gradE F

z

E F

y

E F

x

E F

d F )

N ( E )

M ( E s

d F

) C (

t t

F hướng theo chiều giảm của thế năng

4.5.2 Quan hệ giữa thế năng và lực thế

4.5.3 Các dạng thế năng

Thế năng đàn hồi:

C

kx 2

r: k/c từ m tới tâm của M.

C = 0 khi gốc thế năng ở vô cùng

r: k/c từ m tới mặt đất.

C = 0 khi gốc thế năng ở mặt đất.

4.6 – ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN CƠ NĂNG

•Cơ năng: E = E đ + E t

•Định luật bảo toàn cơ năng:

•Hệ kín, không có ma sát, chỉ có lực thế thì cơ năng không đổi.

d t

E  E  const

4.6.1 Cơ năng và đlbt cơ năng:

4.7 – VA CHẠM

Va chạm giữa hai vật là hiện tượng hai vật tương tác với nhau trong khoảng t/g rất ngắn nhưng động lượng của ít nhất một trong hai vật biến thiến đáng kể.

Raàm

+

+

4.7.1.Khái niệm va chạm

4.7 – VA CHẠM

Va chạm đàn hồi: sau va chạm hình dạng và trạng

thái bên trong của các vật không đổi

Trái lại là va chạm không đàn hồi.

• Bảo toàn động lượng:

4.7 VA CHẠM

4.7.3 Các định luật bảo tòan trong va chạm

Bảo toàn cơ năng , động năng đối với va chạm đàn hồi.

p p



Một vật khối lượng m1 chuyển động đến

biết trong quá trình va chạm đó, nó đã

truyền 36% động năng ban đầu của mình cho m2

Giải

4.7 – VA CHẠM

4 – Ví dụ về chạm đàn hồi:

Một hạt có khối lượng m1 = 1g đang chuyển động với vận tốc 4 (m/s) đến va chạm mềm với một hạt khác có khối

lượng m2 = 3g đang chuyển động với vận tốc 1 (m/s) theo hướng vuông góc với hạt thứ nhất Xác định vectơ vận tốc của 2 hạt sau va chạm.

• Một thanh mảnh AB, dài L, đang đứng thẳng

trên mặt ngang tại A thì đổ xuống Tính vận tốc của điểm B khi nó chạm đất Xác định điểm M trên thanh mà vận tốc của nó khi chạm đất

• Một người trượt tuyết trên một đường dốc

nghiêng 12% (cứ đi được 100m thì độ cao giảm 12m) Hệ số ma sát giữa bản trượt với mặt

đường là 0,04 Tính vận tốc của người đó sau khi đi được 150m, biết vận tốc ban đầu bằng 5m/s và trong quá trình trượt, anh ta không

dùng gậy đẩy xuống mặt đường

4.7 – PHƯƠNG PHÁP NĂNG LƯỢNG

Ví dụ 2:

4.7 – PHƯƠNG PHÁP NĂNG LƯỢNGGiải: