GA-PP-Ly-10-CTST-Bai-12-Chuyen-dong-cua-vat-trong-chat-luu

Bài 12:

Chuyển động của vật trong chất lưu


Khởi động
Trong thực tế, mọi vật rơi luôn chịu lực cản của khơng khí. Với vật nặng kích
thước - nhỏ, lực cản này có độ lớn khơng đáng kể và có thể bỏ qua. Nhưng với
các vật kích thước lớn, lực cản của khơng khí có độ lớn đáng kể. Khi này,
chuyển động của vật rơi có những tính chất gì?

Chuyển động của viên bi thép

Chuyển động của dù lượn


I

Chuyển động rơi của vật
Khi chuyển động trong khơng khí, trong nước hoặc trong chất lỏng nói
chung (gọi chung là chất lưu), vật đều chịu tác dụng của lực cản.

Xét một vật được thả rơi không vận tốc đầu trong
không khí khi có lực cản lớn hoặc trong một chất lỏng
như viên bi thép được thả rơi trong dầu.

Tốc độ rơi của vật được ghi nhận
tại từng thời điểm và đồ thị tốc độ –
thời gian của vật có dạng như

Thảo luận
1. Dựa vào đồ thị, phân tích tính chất chuyển động của vật trong những
khoảng thời gian: từ 0 –t1, t1 - t2, và từ thời điểm t2 trở đi.
2. Quan sát hình, vẽ vectơ lực cản của dầu tác dụng lên viên bị và mô tả
chuyển động của viên bi khi được thả không vận tốc đầu vào dầu.


I

Chuyển động rơi của vật

③

Khi xuất hiện lực cản của chất
lưu, chuyển động rơi của vật
khơng cịn là chuyển động
nhanh dần đều đơn giản mà
được chia làm ba giai đoạn:

②

①

Nhanh dần đều từ lúc bắt đầu rơi trong một thời gian ngắn.
Nhanh dần không đều trong một khoảng thời gian tiếp theo. Lúc
này lực cản bắt đầu có độ lớn đáng kể và tăng dần.
Chuyển động đều với tốc độ giới hạn khơng đổi. Khi đó, tổng lực
tác dụng lên vật rơi bị triệt tiêu.

I

Chuyển động rơi của vật

Lưu ý: Sau khi vật chuyển động đều, nếu có thêm tác nhân làm tăng lực cản của chất lưu thì vật
sẽ chuyển động chậm dần. Tốc độ rơi của vật giảm dần, lực cản cũng giảm đến khi tổng lực tác
dụng lên vật lại bị triệt tiêu và vật trở lại trạng thái chuyển động ổn định chuyển động đều.
VD: người nhảy dù bung dù

Mọi chất lưu đều tác dụng lực cản vào vật chuyển động. Lực này tăng khi tốc
độ của vật tăng và không đổi khi vật chuyển động đạt tốc độ giới hạn. Khi đó,
các lực tác dụng vào vật cân bằng nhau và vật chuyển động thẳng đều.


I

Chuyển động rơi của vật
Lực cản của chất lưu được biểu diễn bởi một lực đặt tại trọng tâm vật,
cùng phương và ngược chiều chuyển động của vật trong chất lưu.
Lực cản này phụ thuộc vào hình dạng vật.


Luyện tập
Quan sát Hình, mơ tả chuyển động của vận động viên nhảy dù từ khi
bắt đầu nhảy khỏi máy bay đến khi chạm đất. Phân tích tác dụng lên
dù trong từng giai đoạn chuyển động.
.

70m

Vận dụng
Tìm hiểu một số biện pháp thực tiễn giúp giảm lực cản của nước
lên cơ thể khi chúng ta bơi.


I

Sự phụ thuộc của lực cản khơng khí vào hình dạng vật

Thực hiện dự án nghiên cứu
- Vấn đề thực tiễn:

Tên lửa được thiết kế có hình dạng phù hợp sao cho
lực cản của khơng khí là nhỏ nhất, mặc dù hình dạng
này khó thiết kế và chế tạo hơn hình hộp hay hình trụ.

Dù cần phải bung ra để có diện tích tiếp xúc lớn
với khơng khí nhằm tăng lực cản của khơng khí
để đảm bảo an tồn cho vận động viên nhảy dù.

 Hãy thực hiện dự án khảo sát lực cản do khơng khí tác dụng lên
các vật có hình dạng khác nhau.


I

Sự phụ thuộc của lực cản khơng khí vào hình dạng vật
Thực hiện dự án nghiên cứu

Mục
đích

Nghiên cứu ứng dụng sự tăng hay giảm
lực cản khơng khí theo hình dạng vật.

Lập kế
hoạch

Báo cáo
kết quả

Lập kế hoạch
thực hiện dự án

Công bố sản phẩm và báo cáo kết
quả thực hiện dự án.


Luyện tập
Quan sát Hình, kết hợp với kết quả nghiên cứu của dự án để chỉ ra khi vật
có hình dạng nào thì lực cản khơng khí lên vật là lớn nhất và nhỏ nhất.

70m


Thảo luận
Thực hiện thí nghiệm thả rơi hai tờ giấy giống nhau như Hình, trong đó
một tờ được vo trịn và một tờ được để phẳng. So sánh chuyển động
của hai tờ giấy này và dự đoán nguyên nhân dẫn đến sự khác nhau đó.

Vận dụng
Hãy tìm hiểu và trình bày ứng dụng của sự tăng hay giảm sức cản
khơng khí theo hình dạng vật trong đời sống.

Gợi ý: Có thể tham khảo các hiện tượng trong Hình


Bài tập
Hãy vẽ lực cản của khơng khí hoặc nước tác dụng lên các vật trong
các trường hợp được mô tả trong Hình.

a) Con chim ruồi đang
bay theo phương xiên
hướng lên trên

b) Tàu ngầm đang di chuyển
lên trên mặt nước theo
phương thẳng đứng;

c) Máy bay đang bay
theo phương ngang