Vật lí - Các khái niệm và quan hệ (Phần 8) pptx

Vật lí - Các khái niệm và quan hệ
(Phần 8)
1.11 Định luật I Newton: định luật quán tính
Định luật I Newton là một trong những định luật quan trọng nhất
và bị hiểu sai nhiều nhất trong vật lí học. Định luật I Newton
phát biểu như sau:
Một vật sẽ vẫn đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều, trừ khi bị
tác dụng bởi một ngoại lực không cân bằng.
Nói cách khác, những vật đang đứng yên hoặc chuyển động
thẳng đều không cần bất kì lực nào để duy trì trạng thái hiện tại
của chúng. Một vật đứng yên bị tác dụng bởi hai lực cân bằng
vẫn đứng yên và không cần lực nào khác để giữ sự đứng yên đó.
Ta sẽ không mong quyển sách trong Hình 1.32a đột ngột bắt đầu
bay vòng quanh phòng trừ khi có một lực khác nữa tác dụng lên
nó. Đối với những vật đang chuyển động thẳng đều, hãy tưởng
tượng ta mang một quả bóng chày ra ngoài không gian vũ trụ và
ném nó đi. Một khi quả bóng đã rời khỏi tay chúng ta và không
còn chịu tác dụng của lực nào nữa, nó sẽ tiếp tục chuyển động ở
tốc độ không đổi theo đường thẳng ra xa chúng ta mãi mãi!
Không cần thêm lực nào để duy trì chuyển động của nó.
Ví dụ 16. Tìm hiểu định luật I Newton
Một cô giáo dạy vật lí đang lái chiếc Porsche 911 mới mua trên
đường cao tốc với vận tốc không đổi 90 km/h. Tại sao cô không
tắt máy xe và chuyển động ở tốc độ không đổi theo đường thẳng
mãi mãi (giả sử con đường hoàn toàn thẳng tắp và không có giao
lộ nào hết)?

Bài giải và liên hệ lí thuyết
Hình 1.35 thể hiện các lực đang tác dụng lên xe. Chúng ta có thể
giả sử rằng lực hướng lên do mặt đường tác dụng lên xe và trọng
lực tác dụng lên xe hướng xuống là cân bằng nhau, nên hợp lực

theo phương thẳng đứng là bằng không. Hai lực nằm ngang, tức
lực của động cơ tác dụng lên xe và lực ma sát từ phía mặt đường
và sức cản không khí, là cân bằng nếu chiếc xe đang chạy ở một
vận tốc không đổi. Hai lực nằm ngang không còn cân bằng nếu
động cơ của xe tắt máy. Với động cơ ngừng hoạt động, lực ma
sát cuối cùng sẽ làm chiếc xe dừng lại.

Hệ quy chiếu quán tính và hệ quy chiếu phi quán tính
Điểm nhìn từ đó ta quan sát chuyển động được gọi là hệ quy
chiếu. Đó là “chỗ đứng” cố định từ đó ta đánh giá hoặc đo mọi
chuyển động khác. Những tình huống trong đó định luật I
Newton áp dụng được gọi là hệ quy chiếu quán tính. Trong một
hệ quy chiếu quán tính, nhà quan sát hoặc đứng yên hoặc
chuyển động ở một vận tốc không đổi so với hệ quy chiếu mà
người đó đang quan sát. Một hệ quy chiếu phi quán tính thì có
gia tốc, và định luật I Newton không áp dụng được