bài tiểu luận vật ly : vật chất và vận động

Đề tài : Vật chất và Vận động trong vật lý học
Phần : MỞ ĐẦU
. . 
Nhân Loại đang bước vào một kỷ nguyên mới, kỷ nguyên của khoa học và công
nghệ .Con người ngày càng có nhiều phát minh mới quan trọng đóng góp rất nhiều vào
sản xuất và đời sống, không ngừng nâng cao tiện ích nhằm phục vụ đắc lực cho đời sống
của con người. Để đạt những thành tựu vô cùng to lớn đó Thế Giới không thể không nhắc
đến sự song hành của 2 lĩnh vực quan trọng đóng vai trò là “kim Chỉ nam” cho mọi hành
động đó là : Triết Học và Vật lý học. Như chúng ta đã biết Triết học và Vật lý học là
hai nghành xuất hiện rất sớm (vào thời bình minh của văn minh nhân loại), thời mà Triết
học và Vật lý học là một, chưa phân biệt rạch ròi.Thời mà một Nhà Triết học vừa là một
nhà Vật lý học như : Arixtot, Platon, Ploteme,Decaste, v.v dần về sau thì chia ra hai
hướng, một bên đưa ra những tiền đề, định hướng còn một bên thì đi sâu vào thực tiễn,
tuy phân biệt nhưng bổ sung song hành cho nhau nhờ vậy mà mới có 2 cuộc cách mạng
khoa học kỹ thuật vĩ đại góp phần to lớn vào bước tiến của nhân loại.
Triết học là hệ thống những quan điểm và quan niệm chung của con người và thế
giới (Bao gồm cả thế giới tự nhiên, xã hội và tư duy) , là thế giới quan của một giai cấp
hay một lực lượng xã hội nhất định.Con người muốn làm chủ thế giới quan, dù ở lĩnh vực
nào thì trước hết là phải hiểu rõ, phải nắm những quy luật vận động của nó.
Trong lịch sử phát triển các tư tưởng triết học, đã hình thành hai trường phái chính
là duy vật và duy tâm. khi nghiên cứu về thế giới tự nhiên, triết học duy vật đã khẳng
định: bản chất của thế giới tự nhiên là vật chất, thế giới thống nhất ở tính vật chất. Do đó
khi nói về thế giới tự nhiên là ta nói đến thế giới vật chất. Còn triết học duy tâm cho
rằng : nguồn gốc, bản chất của thế giới tự nhiên là thần thánh, lực lượng siêu tự nhiên như
đấng tạo hóa rồi chia Thế giới làm 3 bộ phận : Trần Gian, Địa Ngục, Thiên đàng,
Để biết được các thành phần cơ bản nhất của vật chất và các tương tác giữa chúng,
để giải thích những hiện tượng tự nhiên , những đặc tính của vật chất tổng thể , và để
Trang 1
Đề tài : Vật chất và Vận động trong vật lý học
khẳng định tính đúng đắn của trường phái duy vật, nên Vật lý học đã đi sâu nghiên cứu
vấn dề này.

1.Lý do chọn đề tài
Thế giới vật chất thường xuyên vận động và không có vận động nào không gắn
liền với vật chất . tính phong phú của thế giới vật chất không những thể hiện ở số lượng, ở
hình thức, ở cấu trúc, bản chất, mà còn thể hiện ở vận động.
Mặt khác, Vật lý học, một nghành khoa học tự nhiên, đã vận dụng phương pháp tư
duy biện chứng của Triết học duy vật biện chứng để nghiên cứu và đã đạt được nhiều
thành quả rực rở, chính xác. Và chính các tri thức vật lý ngày nay, đã chứng minh rằng
triết học duy vật biện chứng là hoàn toàn đúng đắn.
Thật vậy, tìm hiểu các dạng vận động của thế giới vật chất, vật lý học đã xây dựng
nên các phần cụ thể như : Cơ học, Nhiệt học, Điện – từ học, Quang học, vật lý nguyên tử
và hạt nhân, và thế gới các hạt cơ bản. Mỗi phần ấy xét vận động xảy ra ở một đối tượng
vật chất cụ thể ở dạng hạt.Ví như :
• Cơ học Galile – Newton xét chuyển động cơ học (tịnh tiến, quay, dao động) của
một vật thể rắn hoặc một cơ hệ.
• Nhiệt học xét chuyển động của các phân tử cấu tạo nên vật (Hệ chất điểm chuyển
động như chất lỏng, chất khí).
• Điện từ học xét chuyển động của các hạt mang điện trong thế giới vật chất như
(các hạt mang điện tích âm, điện tích dương, các hạt ion, )
• Vật lý nguyên tử và hạt nhân xét chuyển động của các hạt cấu thành nguyên tử
và hạt nhân ở mức độ thực sự cơ bản.
• Đặc biệt ta nghiên cứu sự vận động của vật chất ở dạng trường (trường hấp dẫn,
trường điện từ, trường tương tác mạnh, trường tương tác yếu).
Một hình thức đặc biệt của vận động là quá trình chuyển hóa; giữa điện trường
biến thiên và từ trường biến thiên, giữa năng lượng và khối lượng, hiện tượng sinh và hủy
cặp, đều được Vật lý tìm hiểu.
Trang 2
Đề tài : Vật chất và Vận động trong vật lý học
Vận động của thế giới vật chất tuy phong phú đa dạng nhưng phải tuân theo những
định luật tự nhiên như : định luật bảo toàn năng lượng, định luật bảo toàn động lượng,
định luật bảo toàn điện tích,

Đề tài này lần lượt đề cập đến các vấn đề trên, để tìm hiểu thêm sâu sắc tính chất
của giới tự nhiên, và khẳng định tính đúng đắn của triết học duy vật biện chứng, do đó em
chọn đề tài này để nghiên cứu, nhằm nắm vững những kiến thức về vật lý, đồng thời
mang tính giáo dục cho học sinh để phục vụ cho việc giảng dạy sau này.
2.Hạn Chế của đề tài
Đề tài : “vật chất và vận động” là đề tài muôn thuở của Triết học và Vật lý học, là
đề tài rộng và lớn đòi hỏi người viết phải có kiến thức rộng và dàn trãi trên các phần của
vật lý học từ vi mô đến vĩ mô mới chứng minh được trọn vẹn tính “vận động” của vật
chất. Do phạm vi của đề tài rộng lớn như vậy thêm nữa trình độ của người viết còn hạn
chế (vì là SV nghành sư phạm) nên chỉ viết ở nét khái quát đại cương trong các phần: cơ,
nhiệt, điện, quang của vật lý nhằm làm rõ “tính vận động của vật chất” là chủ yếu.
3. Các giả thuyết của đề tài
Nếu như Triết học là cơ sở, là ánh sáng soi đường cho vật lý học thì ngược lại Vật
lý học cũng đã chứng minh, hoàn thiện các quan điểm của Triết học về thế giới vật chất.
Đề tài này nghiên cứu các tính chất của vật chất trong thế giới tự nhiên theo quan điểm
của triết học duy vật biện chứng, và từ đó, Vật lý học sẽ chứng minh để làm rỏ tính đúng
đắn của quan điểm trên.Trong quá trình chứng minh, ở từng phần ta sẽ tìm hiểu thuộc tính
và bản chất của vận động từ thế giới vi mô đến thế giới vĩ mô diễn ra như thế nào.
4. Các phương pháp và phương tiện tực hiện đề tài
• Thu thập các tài liệu từ các giáo trình sách báo, và internet có liên quan đến đề tài.
• Tìm hiểu chọn lọc những ý hay, cơ bản để viết đề tài.
• Tham khảo ý kiến của Giáo Viên hướng dẫn.
• Tổng hợp các vấn đề và viết luận văn
5.Các bước tiến hành
• Nhận đề tài.
Trang 3
Đề tài : Vật chất và Vận động trong vật lý học
• Sưu tầm tài liệu, định hướng công việc.
• Lập đề cương, tham khảo ý kiến của Giáo viên hướng dẫn.
• Viết bài báo cáo luận văn.

• Nộp bài cho giáo viên hướng dẫn chỉnh sửa.
• Hoàn thành luận văn và nột cho Giáo viên phản biện.
• Nộp luận văn cho Hội Đồng bảo vệ.
• Bảo vệ luận văn.
Phần : NỘI DUNG
. . 
Trang 4
Đề tài : Vật chất và Vận động trong vật lý học
CHƯƠNG I : THẾ GIỚI VẬT CHẤT TRONG TRIẾT HỌC VÀ VẬT
LÝ HỌC
1.1 Quan điểm của triết học duy vật biện chứng về vật chất và sự tồn tại của
vật chất
1.1.1 Định nghĩa phạm trù vật chất
“Vật chất” là một trong những phạm trù cơ bản, làm nền tảng của chủ nghĩa duy
vật. Nó chứa dựng nội dung thế giới quan và phương pháp luận rất sâu sắc. Từ đó LeNin
đã chỉ rõ : “Vật chất là một phạm trù triết học dùng để chỉ thực tại khách quan được đem
lại cho con người trong cảm giác; được cảm giác chúng ta chép lại, chụp lại, phản ánh và
tồn tại không lệ thuộc vào cảm giác.
Trong đời sống con người có quan hệ với thế giới xung quanh ; có nhu cầu tìm
hiểu, nhận thức về thế giới xung quanh. Vì vậy con người cần phải hiểu rõ bản chất của
thế giới là gì và thế giới tồn tại như thế nào? Khoa học tự nhiên đã chứng minh rằng :Thế
giới xung quanh, từ những vật vô cùng nhỏ, đến những vật vô cùng lớn, từ tự nhiên đến
xã hội, từ hữu sinh đến vô sinh, từ thực vật đến động vật có cùng bản chất là vật chất và
thống nhất với nhau bởi bản chất ấy. Vậy : “bản chất của thế giới tự nhiên là vật chất.
Ănghen viết: “tính thống nhất thực sự của thế giới là tính vật chất của nó và tính vật chất
này đã được chứng minh bằng sự phát triển lâu dài và khó khăn của triết học và khoa học
tự nhiên trong đó có Vật lý học.
Với định nghĩa này, Lênin đã khẳng định : Vật chất không có gì khác hơn là thực
tại khách quan tồn tại độc lập với ý thức con người và được ý thức của con người phản
ánh. Nghĩa là cái đang tồn tại độc lập với loài người và cảm giác của con người và tất

nhiên tất cả những cái tồn tại đó đều thuộc phạm trù vật chất.
1.1.2. Vật Chất và Vận Động
Trang 5
Đề tài : Vật chất và Vận động trong vật lý học
Vận động hiểu theo nghĩa chung nhất là một phương thức tồn tại của vật chất, là
một thuộc tính cố hữu của vật chất. Vận động bao gồm tất cả mọi sự thay đổi và mọi quá
trình diển ra trong vũ trụ; kể từ sự thay đổi vị trí đơn giản cho đến tư duy.
Vận động là một phương thức tồn tại của vật chất. Bất cứ ở đâu và bất cứ lúc nào,
cũng không có và không thể có vật chất mà không có vận động: vận động của các thực
thể trong không gian vũ trụ; vận động cơ học của những khối nhỏ trên thiên thể riêng
biệt ; dao động phân tử dưới hình thức nhiệt, hay dưới hình thức dòng điện hay dòng từ;
phân giải hóa học và hóa hợp hóa học; đời sống hữu cơ. Đó là những hình thức vận động
mà mỗi một phân tử vật chất riêng biệt trong vũ trụ, trong mỗi lúc nhất định, đều nằm
dưới một hình thức vận động hay nhiều hình thức vận động cùng một lúc. Mọi trạng thái
đứng im; mọi trạng thái cân bằng điều chỉ là tương đối, chỉ ý nghĩa nếu đem so sánh với
một hình thức vận động nhất định nào đó.
Vậy : vận động là không thể tạo ra được mà chỉ có thể truyền đi được mà thôi. Khi
vận động được truyền từ vật này sang vật khác thì trong chừng mực nào đó nó tự truyền
đi, nó là chủ động, mà người ta có thể coi là nguyên nhân của vận động, và trong chừng
mực nó bị truyền đi, người ta gọi nó là bị động.
1.2.Vận động trong Vật Lý học
Bất kỳ sự vận động nào cũng gắn liền với sự thay đổi vị trí nào đó, dù là sự thay
đổi vị trí của các thiên thể, của những phân tử, nguyên tử hay những hạt ete. Hình thức
vận động càng cao bao nhiêu thì sự thay đổi vị trí càng nhỏ bấy nhiêu, Sự thay đổi vị trí
không tách rời khỏi sự vận động. Do đó khi nghiên cứu về sự vận động thì ta cần phải
nghiên cứu sự thay đổi vị trí của vật chất.
Mọi sự vận động điều là tác động tương hỗ của hút và đẩy, sự tác động qua lại của
giới tự nhiên, trong đó không có cái gì là đứng yên, không thay đổi mà tất cả đều vận
động: biến hóa, phát sinh và mất đi.
Trong thế giới tự nhiên vô sinh có hai dạng vật chất cơ bản đó là “hạt”(gọi là

chất) và “trường”. Hạt là cái gián đoạn được tạo ra từ chất liệu có một khối lượng nào
đó, bắt đầu từ hạt vi mô có cấu trúc nhỏ đến hạt vĩ mô xung quanh ta và cho tới những
Trang 6
Đề tài : Vật chất và Vận động trong vật lý học
thiên thể cực kỳ lớn. Những hạt vi mô như: Proton, nơtron, electron, là những thành
phần cơ bản, chủ yếu nhất để cấu thành thế giới vật chất. Hay nói khác hơn vật chất trong
thế giới tự nhiên điều được tạo thành từ các hạt, các hạt đó được sắp xếp theo một trật tự
nhất định và luôn luôn vận động, biến đổi. Các hạt vận động và tương tác được với nhau
là nhờ có một môi trường đồng chất liên tục, không có khối lượng tĩnh gọi là “trường”,
như: trường hấp dẫn, trường điện từ, trường hạt nhân, trường làm cho các hạt liên
kết với nhau, tác động với nhau nhờ đó mà chúng tồn tại được. Ranh giới giữa hạt và
trường chỉ có tính tương đối, bởi chúng có thể bổ sung, chuyển hóa được với nhau để tạo
nên thế giới.
Khoa học tự nhiên hiện đại đã phải mượn của triết học luận điểm về tính không thể
tiêu diệt được của vận động, không có luận điểm này thì khoa học tự nhiên không thể
hình thành được. Nhưng vận động của vật chất không phải là vận động cơ giới thô sơ,
một sự đổi chổ đơn giản, mà đó là nhiệt và ánh sáng, là điện áp và từ áp, là sự hóa hợp và
phân giải hóa học, là sự sống và cuối cùng là ý thức.Ta cần phải hiểu tính chất bất diệt
của vận động không chỉ đơn thuần ở mặt số lượng mà cần phải hiểu về mặt chất lượng
nữa. Vận động không phải chỉ là sự thay đổi về vị trí mà cả sự thay đổi về tư thế, mức
độ, tính chất và số lượng. Vận động của vật làm thay đổi về “tư thế” như một vật quay
xung quanh một trục hay một điểm cố định nào đó, khi đó vật không thay đổi vị trí từ nơi
này đến nơi khác mà tư thế của vật bị thay đổi. Có những sự vận động mà ta không thể
quan sát được, đó là vận động của các hạt vi mô, như các electron trong nguyên tử chẳng
hạn, một nguyên tử có thể mất bớt hay thêm vào nhiều hơn số electron bên ngoài hạt
nhân, đó là sự vận động thay đổi về số lượng của vật chất. Ngoài ra còn có những vận
động làm thay đổi về tính chất của vật, như nước chẳng hạn, ở các nhiệt độ khác nhau sẽ
tồn tại ở các dạng khác nhau , nước có thể ở thể rắn khi nhiệt độ dưới 0
0
c , ở thể lỏng khi

nhiệt độ lớn hơn 0
o
c và nhỏ hơn 100
0
c, ở thể hơi khi nhiệt độ lớn hơn 100
0
C. Điều đó cho
ta thấy rằng vật chất luôn vận động, biến đổi, và tồn tại ở những dạng khác nhau trong thế
giới.
Vận động còn được thể hiện dưới hình thức chuyển hóa, sinh và hủy của các chất.
Một vật chất mà sự thay đổi vị trí một cách thuần túy cơ giới có chứa đựng trong mình nó
Trang 7
Đề tài : Vật chất và Vận động trong vật lý học
cái khả năng chuyển hóa, trong những điều kiện thuận lợi, thành nhiệt, điện, tác dụng hóa
học, sự sống, nhưng lại không có khả năng tạo ra được những điều ấy từ bản thân nó.
Trạng thái “tĩnh” và “cân bằng động” là trạng thái đặc biệt của vận động , cân
bằng không thể tách rời khỏi vận động. Trong vận động của các vật vĩ mô, có vận động
trong cân bằng và có cân bằng trong vận động. Nhưng bất kỳ vận động tương đối riêng
biệt nào cũng đều có xu hướng khôi phục lại sự đứng yên tương đối. Khả năng đứng yên
tương đối của các vật thể và khả năng cân bằng tạm thời là những điều kiện chủ yếu của
sự phân hóa của vật chất và của sự sống. Trên trái đất sự vận động đã phân hóa thành vận
động và cân bằng xen kẽ nhau : vận động riêng biệt có xu hướng chuyển thành cân bằng,
vận động toàn bộ lại có xu hướng phá hoại sự cân bằng riêng biệt. “Đá đã đi đến trạng
thái đứng yên, nhưng ảnh hưởng của mưa, nắng tác động của thủy triều, của sông ngòi,
của băng tuyết lại luôn phá hoại sự cân bằng ấy. Sự bốc hơi và mưa, gió, nhiệt, những
hiện tượng điện và từ cũng cho ta thấy một ảnh hưởng như vậy. Trong cơ thể sống, chúng
ta thấy sự vận động liên tục của những hạt nhỏ nhất của cơ thể ấy cũng như của những khí
quan lớn hơn, một vận động mà kết quả là cân bằng thường xuyên của toàn bộ cơ thể
trong một thời kỳ sinh sống bình thường, một vận động không lúc nào ngừng: đấy là sự
thống nhất sinh động của vận độngvà cân bằng. Mọi sự cân bằng chỉ tương đối và tạm

thời.
Như vậy, triết học duy vật khẳng định rằng: bản chất của thế giới tự nhiên là vật
chất. Thế giới vật chất luôn luôn vận động và biến đổi không ngừng. Hai điều cơ bản
này mang tính khách quan ; là thuộc tính vốn có của mỗi sự vật, hiện tượng, không phải
do suy tưởng và Tôn giáo, đó là: nguồn gốc, bản chất của thế giới tự nhiên là thần thánh,
là lực lượng siêu tự nhiên như Đấng Tạo Hóa. Mà con người chỉ phát hiện ra chúng theo
những quy luật vốn có mà thôi. Vật lý học cổ điển và hiện đại đã chứng minh quan điểm
triết học duy vật là hoàn toàn đúng đắn và thừa nhận đây là chân lý khoa học. Vật lý học
tìm hiểu, mô tả, và xem vận động và biến đổi là quy luật cơ bản, là nguồn gốc của sự phát
triển.Vì vậy dưới sự chỉ đường của chủ nghĩa duy vật, Vật lý học đã đạt những thành tựu
to lớn, sâu sắc: nó mở ra kỷ nguyên cho sự nghiên cứu về bản chất, cấu trúc của vật chất
từ bên trong đến bên ngoài của những vật thể nhỏ nhất đến các vât siêu vĩ mô trong vũ
Trang 8
Đề tài : Vật chất và Vận động trong vật lý học
trụ. Nhờ vào tri thức vật lý, con người đã chiếm lĩnh từ bản thân sự vật, hiện tượng trong
giới tự nhiên , mà con người đã nghiên cứu cấu trúc thành phần cấu tạo và quy luật vận
động bên trong của vật thể. Và hơn thế nữa, con người đã đi vào vũ trụ xa xăm để nghiên
cứu về hệ mặt trời của chúng ta và đã đưa ra những giải thuyết mới như : thuyết địa tâm,
thuyết nhật tâm với những thành tự ấy đã khẳng định tính đúng đắn, sự vững vàng trong
quan điểm của chủ nghĩa duy vật, và cho ta thấy được mối quan hệ mật thiết giữa vật lý
và triết học.
Để chứng minh được vật chất luôn luôn vận động và biến đổi thì ta hãy nghiên cứu
sâu hơn về một lĩnh vực khoa học tự nhiên khác là Vật lý học. Vì Vật lý học là một môn
khoa học tự nhiên nghiên cứu các dạng vận động tổng quát nhất của thế giới vật chất, nó
nghiên cứu những đặc trưng, quy luật tổng quát về cấu tạo và vận động của vật chất.
Thế giới vật chất tồn tại dưới dạng vật thể, các vật thể có thể ở trạng thái rắn, lỏng
hoặc khí, các vật thể đó đều được cấu tạo từ các hạt, nguyên tử, phân tử, có kích thước
nhỏ, được gọi là kích thước vi mô, những kích thước của các vật thể thông thường xung
quanh ta gọi là kích thước vĩ mô. Các quy luật của tự nhiên trong phạm vi kích thước vi
mô khác hẳn quy luật tự nhiên trong thế giới vĩ mô. Do đó, Vật lý học chia làm hai phần

để nghiên cứu tùy theo đối tượng là vật lý vi mô hay vật lý vĩ mô. Trong đó người ta lại
chia ra những phần riêng biệt để nghiên cứu, đó là: cơ, nhiệt, điên, quang, vật lý nguyên
tử và hạt nhân. Ta sẽ đi sâu vào các phần đó trong các chương sau.
Ở từng phần, ta chỉ nêu lên một cách khái quát về cấu tạo và tính chất của vật chất,
ta chỉ làm nổi bật lên tính chất vận động của vật chất, chứ không đi sâu vào chi tiết của
từng phần.
Chương II :VẬN ĐỘNG TRONG CƠ HỌC
2.1.Các khái niệm chung
Thế giới vật chất luôn luôn vận động, và sự vận động của nó có thể chia thành 2
loại vận động đó là :vận động bên trong và vận động bên ngoài. Có thể nói cơ học là
môn khoa học nghiên cứu sự vận động của vật thể ở bên ngoài, tức chưa quan tâm tới sự
Trang 9
Đề tài : Vật chất và Vận động trong vật lý học
vận động các phân tử bên trong ( ta sẽ xét đến trong phần chuyển động nhiệt ở chương
sau). Cơ học nghiên cứu các dạng vận động cơ (chuyển động) tức là sự chuyển đổi “vị trí”
và “tư thế” của các vật vĩ mô. Cơ học gồm những phần sau:
• “Động Học” là phần nghiên cứu những đặc trưng của chuyển động và những dạng
chuyển động khác nhau như : tịnh tiến, quay và dao động, mà chưa xét tới nguyên
nhân gây ra chuyển động.
• “Động Lực Học” là phần nghiên cứu mối liên hệ của chuyển động với sự tương
tác giữa các vật, phần này có xét tới nguyên nhân làm thay đổi chuyển động của
vật.
• “Tĩnh học” là một phần của động lực học nghiên cứu “trạng thái cân bằng” của
các vật.
Vậy chuyển động cơ học là sự chuyển dời vị trí trong không gian của các vật hay là
sự chuyển động của một bộ phận này so với bộ phận khác của cùng một vật. Vật thể xung
quanh ta đa phần là vật rắn cho nên ta phải nghiên cứu thẳng vào chuyển động của vật
rắn luôn mới đúng, nhưng chuyển động của vật rắn tương đối phức tạp nên các nhà khoa
học đã xây dựng mô hình hóa Động học chất điểm trước. Rồi sau đó ứng dụng các kết
quả nghiên cứu của Động lực học chất điểm cho Động lực học vật rắn với quan niệm

rằng: “ vật rắn là tập hợp hệ chất điểm có khoảng cách không đổi”. Ở đây, người viết
cũng trình bày theo trình tự trên, tức là: trình bày những đặc trưng của chuyển động chất
điểm, sau đó áp dụng nghiên cứu đặc trưng chuyển động của vật rắn, sau cùng là phần
phân tích nguyên nhân gây ra sự chuyển động.
2.2.chuyển động của chất điểm
2.2.1.Hệ quy chiếu
Nói một vật chuyển động hay đứng yên thì điều đó chỉ có tính chất tương đối
vì
điều này còn phụ thuộc vào việc người quan sát đứng ở vị trí nào. Thật vậy, nếu
ta
đứng bên đường quan sát thì ta thấy các cây đứng yên, nhưng nếu ta ngồi trên một
cái
ô tô đang chuyển động thì ta thấy cái cây chuyển động. Hoặc một tay đua mô tô đang
chạy với tốc độ 100km/h thì người này đang chuyển động so với cây cối và người bên
đường, nhưng người này sẽ đứng yên tương đối so với một tay đua khác đang chạy song
hành với cùng vận tốc. Vậy muốn xét chuyển động của chất điểm hay vật rắn ta phải xét
Trang 10
Đề tài : Vật chất và Vận động trong vật lý học
hệ quy chiếu trước đã. Hệ quy chiếu là hệ vật mà ta quy ước là đứng yên làm mốc để
khảo sát sự thay đổi vị trí của vật so với nó. Cho đến nay người ta vẫn chưa tìm được một
hệ quy chiếu nào là đứng yên tuyệt đối cả, kể cả mặt trời củng chuyển động xung quanh
tâm Thiên Hà của chúng ta mà Thiên Hà củng chuyến động quanh Thiên hà khác trong
vũ trụ bao la vô tận. Ngoài việc nghiên cứu chuyển động của các hành tinh quanh mặt
trời ta chọn hệ quy chiếu Mặt trời (hệ quy chiếu copechnich) thì khi nghiên cứu các
chuyển động trên trái Đất người ta thường dùng hệ quy chiếu gắn với trái đất để tiện
nghiên cứu.
Để xác định chuyển động của một chất điểm chúng ta cần biết vị trí của
ch
ấ
t

điểm tại những thời điểm khác nhau. Nói cách khác, chúng ta cần biết sự phụ
thuộc
theo thời gian của bán kính vectơ của chất
đi
ể
m:
r
=

r(
t
) (2.1)
trong tọa độ Descartes, phương trình chuyển động của chất điểm là một hệ ;
(2.2)
Hàm trên cho ta biết cứ mổi thời điểm t chất điểm ở một vị trí xác định nhờ 3 tọa
độ và khi t biến thiên thì chất điểm chuyển động một cách liên tục vạch nên một quỹ đạo
trong không gian. Phương trình quỹ đạo có được là nhờ ta khử t trong 3 phương trình trên
được :
f
1
(x,y) = 0 ; f
2
(y,z) =
0
Hai phương trình trên là 2 phương trình mô tả 2 mặt cong nào đó, quỹ đạo là giao
tuyến của 2 mặt cong đó. Quỹ đạo cho ta biết hình dạng chuyển động của chất điểm,
điều này rất quan trọng, tuy nhiên trên cùng một quỹ đạo chất điểm có thể chuyển động
Trang 11
Đề tài : Vật chất và Vận động trong vật lý học
theo những quy luật khác nhau. Vì vậy ngoài phương trình quỹ đạo, chúng ta cần phải

biết quy luật chuyển động của chất điểm trên quỹ đạo đó như: tốc độ nhanh, chậm, vận
tốc, gia tốc,
2.2.2 Vận tốc
Vận tốc là một đại lượng đặc trưng cho phương, chiều, và sự nhanh chậm
của
chuyển
động.

vectơ vận tốc bằng đạo hàm của bán kính vectơ đối với thời
gian:

theo ba thành phần :
Độ lớn vận tốc :
(2.4)
Vậy, ta thấy vận tốc là đại lượng mô tả sự thay đổi vị trí của chất điểm nhanh hay
chậm cả về hướng lẫn độ lớn, cũng nói lên phần nào tính vận động nhanh chậm của vật
thể, sự vận động ở đây là sự thay đổi vị trí trong không gian.Tuy nhiên vận tốc chưa nói
lên hết bản chất của chuyển động, vì trong thực tế vận tốc của một vật không phải cố định
mà nó luôn luôn thay đổi, để đặc trưng cho sự biến đổi của vận tốc ta phải xét tới gia tốc
của chất điểm nữa.
2.2.3.Gia tốc
Vectơ gia tốc đặc trưng cho sự biến thiên của vectơ vận tốc cả về hướng và độ
lớn. Theo định nghĩa thì vectơ gia tốc bằng đạo hàm của vectơ vận tốc đối với thời
gian:
Trang 12
Đề tài : Vật chất và Vận động trong vật lý học
Vec tơ gia tốc theo 3 thành phần của hệ tọa độ Descartes:

Độ lớn được tính bởi :(2.7)
Do vec tơ gia tốc đặc trưng cho sự biến thiên của vận tốc cả về hướng và độ lớn nên

ta phân tích nó
ra
làm hai thành phần đó là :gia tốc tiếp tuyến và gia tốc pháp tuyến.
Mỗi thành phần đặc trưng cho sự biến thiên của vectơ vận
tốc
riêng về một mặt nào
đó.
• Gia tốc tiếp tuyến đặc trưng cho sự biến thiên của vectơ vận tốc về giá
tr
ị
,
vectơ này có: Phương trùng với tiếp tuyến của quỹ đạo tại điểm M, chiều là
chi
ề
u
chuyển động khi v tăng và chiều ngược lại khi v giảm, và độ lớn bằng đạo
hàm độ
l
ớ
n
vận tốc theo thời
gian : .
•
Gia tốc pháp tuyến đặc trưng cho sự biến thiên về phương của vec tơ vận tốc,
vec tơ gia tốc này có phương trùng với pháp tuyến của quỹ đạo tại M, chiều
hướng về bề lõm của quỹ đạo và có độ lớn bằng :
Tóm lại ta có thể phân tích vec tơ gia tốc ra làm hai thành phần :
Về độ lớn : = (2.8)
Vec tơ gia tốc tiếp tuyến đặc trưng cho sự thay đổi vận tốc về độ lớn còn gia tốc
pháp tuyến đặc trưng cho thay đổi về hướng.

2.2.4.Chuyển Động Tròn của chất điểm
Nghiên cứu chuyển động tròn của chất điểm, một dạng vận động đặc biệt sẽ giúp
chúng ta hiểu rõ hơn về chuyển động quay của vật rắn quanh một trục sau này. Có một
đặc điểm khá quan trọng về chuyển động này là khi vật rắn chuyển động quay thì các
chất điểm trên vật rắn có cùng một vận tốc góc và gia tốc góc.Vậy ta hãy tìm hiểu ý
nghĩa của hai đại lượng nói trên.
Trang 13
Đề tài : Vật chất và Vận động trong vật lý học
2.2.4.1.Vận tốc góc
Vận tốc góc có giá trị bằng đạo hàm của góc quay đối với thời gian. Vận tốc đo
bằng rad/s.
Người ta biểu diễn vectơ vận tốc góc nằm trên trục của vòng tròn quỹ đạo, thuận
chiều đối với chiều quay của chuyển động (theo quy tắc vặn đinh ốc) và có giá trị bằng
(hình 1.4)
(Hình 1.4)
Liên hệ giữa vận tốc góc và vec tơ vận tốc dài : (2.9)
2.2.4.2.Gia tốc góc
Gia tốc góc có giá trị bằng đạo hàm của vận tốc góc theo thời gian và bằng đạo
hàm bậc hai của góc quay đối với thời gian.Gia tốc góc có đơn vị rad/s
2
.

•
Khi > 0, tăng :chuyển động tròn nhanh dần.
•
Khi < 0, giảm :chuyển động tròn chậm dần.
•
Khi = 0, không đổi :chuyển động tròn đều.
•
Trường hợp = const, chuyển động tròn biến đổi đều.

Ta có thể chứng minh được : (2.11)
Người ta biểu diển vec tơ gia tốc góc như hình (1.5) có đặc điểm như sau:
•
Nằm trên trục của quỹ đạo tròn.
Trang 14
Đề tài : Vật chất và Vận động trong vật lý học
•
Cùng chiều với khi > 0 và ngược chiều với khi < 0.
•
Độ lớn có giá trị bằng .
(hình 1.5)
Liên hệ giữa vec tơ gia tốc góc
và vec tơ gia tốc tiếp tuyến
.
(2.12)
2.2.5.Phương trình cơ bản của chất điểm
Là phương trình mô tả chuyển động tổng quát của chất điểm chuyển động trong một
trường lực hay chịu các lực tương tác với gia tốc của nó. Tức là nói lên mức vận động của
nó như thế nào so với các lực tác dụng tương ứng. Phương trình có dạng như sau:
= m (2.13)
Đây là phương trình quan trọng nhất trong cơ học cổ điển, nó thâu tóm định luật I
và định luật II NewTon. Lưu ý đây là phương trình cơ bản áp dụng cho chất điểm, còn
phương trình cơ bản áp dụng cho vật rắn sẽ khác hơn một chút nhưng cũng xây dựng từ
phương trình cơ bản của chất điểm mà ra.
Tuy phương trình (2.13) trên rất quan trọng nhưng ứng dụng của nó chỉ áp dụng
trong các hệ quy chiếu quán tính thôi, còn hệ quy chiếu phi quán tính thì không áp dụng
được. Muốn áp dụng được ta phải xét tới định lý động lượng của chất điểm.
Đạo hàm vectơ động lượng theo thời gian có giá trị bằng lực (hay tổng hợp lực) tác
dụng lên chất điểm đó. Trong đó Vectơ động lượng = là đại lượng đặc trưng cho mức
vận động của vật về mặt động lực học.

Ở phần nghiên cứu chuyển động của vật rắn ta sẽ thấy hai phương trình (2.13) và
(2.14) trên được biểu diễn một cách tổng quát hơn.
2.3. Chuyển động của Vật rắn
Trang 15
Đề tài : Vật chất và Vận động trong vật lý học
Vật rắn được xem như là một hệ chất điểm đặc biệt trong đó khoảng cách giữa các
chất điểm luôn luôn giữ nguyên không đổi trong quá trình chuyển động của vật rắn. Đây
là một đối tượng cơ học quan trọng và phổ biến trong cuộc sống nên ta chú trọng khảo sát
nó với phương pháp áp dụng các quy luật của chất điểm ở trên vào chuyển động của vật
rắn.
2.3.1. khối tâm của vật rắn
Nghiên cứu tới vật rắn ta không thể bỏ qua một đại lượng quan trọng, vì khi khảo
sát các quy luật chuyển động đều liên quan tới nó. Đó là khối tâm của vật rắn.
Khối tâm của một hệ chất điểm M
1
, M
2,
, M
n
, lần lượt có khối lượng m
1
, m
2
, , m
n

là một điểm G xác định bởi đẳng thức: + +
Suy ra:
2.3.2.Vận tốc của khối tâm
Mặt khác, là tổng động lượng của hệ, do đó vận tốc khối tâm là :

Suy ra : =
Vậy tổng động lượng của hệ bằng động lượng của một chất điểm đặt tại khối tâm
của hệ, có khối lượng bằng tổng khối lượng của hệ và có vận tốc bằng vận tốc khối tâm
của hệ.
2.3.3.phương trình chuyển động của khối tâm
Hay là phương trình cơ bản của vật rắn :
Trong đó là vec tơ gia tốc của khối tâm. Từ (2.17) ta có thể kết luận rằng :
Khối tâm của một hệ chuyển động như một chất điểm có khối lượng bằng tổng
khối lượng của hệ và chịu tác dụng của một lực bằng tổng ngoại lực tác dụng lên hệ.
Chuyển động của khối tâm được xem như là chuyển động toàn thể của hệ.
Trang 16
Đề tài : Vật chất và Vận động trong vật lý học
Tuy nói chuyển động của vật rắn là khá phức tạp, nhưng người ta chứng minh
được rằng mọi chuyển động của vật rắn bao giờ cũng có thể quy về tích của hai chuyển
động cơ bản đó là : chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay.
2.3.4. Chuyển động tịnh tiến
Khi một vật rắn chuyển động tịnh tiến mọi chất điểm của nó chuyển động
theo
những quỹ đạo giống nhau, vậy chuyển động tịnh tiến của vật rắn là chuyển động
mà
trong đó AB xác định bởi hai điểm bất kỳ A và B của vật rắn luôn song song
v
ớ
i
chính
nó.
Tại mỗi thời điểm các chất điểm của vật
r
ắ
n

tịnh tiến đều có cùng vectơ vận tốc và
gia
tốc.Vậy
trong chuyển động tịnh tiến của
v
ậ
t
rắn, quỹ đạo của mọi điểm là những
đường
cong
như nhau, mọi
nhau.
Hình 1.6
Giả thiết là vectơ gia tốc chung của các chất điểm M
1
, M
2
,…, M
i
; của vật
r
ắ
n,
các chất điểm này lần lượt có khối lượng là m
1
, m
2
,…, m
i
; và lần lượt chịu các

ngo
ạ
i
lực tác dụng là F
1
, F
2
,…, F
i
. Theo định luật II Newton ta
có:
=
=
.
= (2.18)
Các phương trình này chứng tỏ các ngoại lực tác dụng lên vật rắn song song và
cùng chiều, đây là một điều kiện để vật rắn chuyển động tịnh tiến. Cộng các phương trình
(2.18) vế theo vế ta được :
Trang 17
Đề tài : Vật chất và Vận động trong vật lý học
Đây là phương trình chuyển động của vật rắn tịnh tiến; nó giống như
ph
ươ
ng
trình chuyển động của một chất điểm có khối lượng bằng khối lượng tổng
cộng của
v
ậ
t
rắn và chịu tác dụng một lực bằng tổng ngoại lực tác dụng lên vật rắn.

Đây cũng
chính
là phương trình chuyển động của khối tâm của vật
r
ắ
n.
Như vậy, muốn khảo sát chuyển động tịnh tiến của một vật rắn ta chỉ cần
xét
chuyến động của khối tâm của
nó.
2.3.5.Chuyển động quay của vật rắn
Đặc điểm chuyển động quay của vật rắn:
Khi một vật rắn chuyển động quay quanh một trục ( cố định thì :
•
Mọi điểm của vật rắn vạch nên những đường tròn đồng tâm và nằm trong những
mặt phẳng vuông góc với trục .
•
Trong cùng một khoảng thời gian, mọi điểm của vật rắn đều quay được cùng một
góc . Do đó có cùng vận tốc góc và gia tốc góc .
Hình 1.7.Chuyển động quay của chất rắn quanh 1 trục cố định
•
Tại mỗi thời điểm, vec tơ vận tốc dài và vec tơ gia tốc tiếp tuyến của một điểm bất
kỳ cách trục quay một khoảng r là:
phương trình cơ bản của chuyển động quay của vật rắn :
Trong đó : là tổng momen các ngoại lực tác dụng lên vật rắn còn
Đại lượng I tùy theo tính chất đặc trưng của vật rắn , các vật rắn khác nhau thì có
momen quán tính khác nhau.
Vậy phương trình cơ bản của chuyển động quay có dạng như sau : (2.21)
Hay : (2.22)
Và có thể phát biểu như sau: Gia tốc góc trong chuyển động quay của vật

r
ắ
n
xung quanh một trục tỷ lệ với tổng hợp mômen các ngoại lực đối với trục và tỷ
l
ệ
nghịch với mômen quán tính của vật rắn đối với
trục.
Trang 18
Đề tài : Vật chất và Vận động trong vật lý học
Phương trình (2.21) nêu lên mối liên hệ giữa tác dụng ngoại lực đối với vật rắn
quay, đặc trưng bởi vec tơ momen và sự thay đổi trạng thái chuyển động của vật rắn
quay, đặc trưng bởi vec tơ gia tốc góc . Phương trình này tương tự như phương trình định
luật II Newton đối với chuyển động tịnh tiến = m, trong đó I có nghĩa tương tự như m.
Vậy, I là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của
vật
rắn trong chuyển động
quay.
Một số momen quán tính

2.4.Dao Động
2.4.1. Khái niệm về dao động
Dao động là chuyển động được lặp đi lặp lại nhiều lần quanh một vị trí cân bằng
nhất định.
Dao động được đặc trưng bởi chu kỳ T. Đó là khoảng thời gian nhỏ nhất mà sau đó
hiện tượng lặp lại như cũ.
Số chu kỳ trong một đơn vị thời gian (1 giây) hay số dao động trong một giây được
gọi là tần số dao động f. Với f =
Trong tự nhiên thường bị tắt dần, tức là nó sẽ ngừng dao động sau một thời gian,
nguyên nhân là do các lực ma sát của môi trường làm năng lượng của dao động chuyển

hóa thành nhiệt năng. Những dao động như vậy gọi là “dao động tắt dần”. Để duy trì dao
động khi có ma sát thì ta phải cung cấp thêm phần năng lượng bù vào phần năng lượng đã
mất. Những dao động đó gọi là dao động cưỡng bức.
2.4.2.Dao động điều hòa
Dao động điều hòa đơn giản là một dao dộng tuần hoàn do đó đại lượng x phải khảo
sát biến thiên theo thời gian, biểu thị bởi phương trình:
(2.23)
Nó là nghiệm của phương trình vi phân :
Trang 19
Đề tài : Vật chất và Vận động trong vật lý học
Hình 1.8.Đồ thị li độ, vận tốc và gia tốc của dao động
Dao động điều hòa là dao động trong đó độ dời là một hàm sin của thời gian.
Dao động này gọi là dao động điều hòa riêng, nó được thực hiện dưới tác dụng của
nội lực của hệ.
• Đại lượng A gọi là biên độ dao động : A = .
• Đại lượng gọi là tần số góc của dao động :
• Góc gọi là pha của dao động, nó xác định trạng thái dao động tại thời điểm t.
 Vận tốc của chất điểm dao động điều hòa :
 Gia tốc của chất điểm dao động điều hòa :
so sánh (2.26) với (2.23) ta được : gia tốc ngược chiều với độ dời.
2.4.3 Lực và năng lượng trong dao động điều hòa
Theo định luật II Niutơn ta có :
Như vậy, lực tỉ lệ thuận với độ dịch chuyển x nhưng có dấu ngược lại so với độ dời
trong suốt quá trình dao động, ta gọi đó là lực hồi phục. Lực hồi phục cùng chiều với gia
tốc a.
Dao động là một dạng chuyển động cơ nên năng lượng dao động là cơ năng ;
Trang 20
Đề tài : Vật chất và Vận động trong vật lý học
 Thế năng của con lắc ở thời điểm t : =
 Động năng của con lắc ở thời điểm t : =

 Cơ năng của con lắc : =
Năng lượng của dao động điều hòa được bảo toàn.
2.5. Nguyên nhân làm thay đổi trạng thái chuyển động
Trong thế giới vĩ mô, ta nghiên cứu chuyển động của các vật, vật chuyển động với
những quỹ đạo, vận tốc, gia tốc khác nhau. Vậy sự thay đổi trạng thái chuyển động của
các vật là do đâu. Qua nghiên cứu ta biết được nguyên nhân gây ra và ảnh hưởng tới
chuyển động của các vật là có sự xuất hiện của “lực” tác dụng lên vật. Lực ở đây lại chia
ra làm 2 dạng, dạng thứ nhất là các loại lực xuất hiện khi có sự tiếp cận giữa các vật
tương tác như lực đàn hồi, lực ma sát, ; loại thứ hai gồm các lực xuất hiện khi không
tiếp xúc nhau, tức tương tác xa thông qua một trường vật lý nào đó như trường hấp dẫn,
trường điện từ, trường hạt nhân, trong cơ học ta chỉ nghiên cứu trường hấp dẫn thôi. Sau
đây ta đi nghiên cứu các loại lực và trường nói trên.
2.5.1.Các định luật của Newton về chuyển động của vật
 Định luật I phát biểu như sau : “trong hệ quy chiếu quán tính chất điểm không chịu
tác dụng của ngoại lực sẽ giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều.”
Vậy rõ ràng khi không có lực nào tác dụng hay có lực tác dụng nhưng cân bằng thì
vật không thu gia tốc tức a = 0. Mà theo ta biết gia tốc a là độ biến thiên của vận tốc , vậy
suy ra vận tốc không thay đổi, dẫn đến vật có thể chuyển động thẳng đều hoặc đứng yên.
Vì tính bảo toàn trạng thái chuyển động như trên mà Định luật I còn được gọi là Định
luật quán tính (quán tính là tính bảo toàn trạng thái chuyển động của một vật).
 Nếu như vật không chịu lực hay chịu hệ lực cân bằng thì bảo toàn trạng thái
chuyển động (tức a = 0) như định luật I đã phát biểu, vậy nếu vật chịu hệ lực không cân
bằng thì sao? Nội dung Định luật II sẽ trả lời câu hỏi đó. Định luật II phát biểu như sau :
“ chuyển động của một chất điểm chịu tác dụng của các lực có tổng hợp lực là một
Trang 21
Đề tài : Vật chất và Vận động trong vật lý học
chuyển động có gia tốc, và gia tốc thu được tỉ lệ với hợp lực tác dụng , tỉ lệ nghịch với
khối lượng của vật ấy”. Công thức Định luật II Niu tơn là : .
Ngoài việc lực gây ra gia tốc cho vật thì lực còn một tác dụng nữa là gây ra biến
dạng vật. Khi các vật tương tác với nhau hay chúng va chạm vào nhau thì có hai dạng là

“va chạm đàn hồi” và “va chạm mềm”, khi các vật va chạm mềm nghĩa là các vật đó đã
bị biến dạng.
Định luật III Niu tơn : trong tự nhiên đa số các lực thường xuất hiện từng cặp một,
trực đối nhau, và chỉ xuất hiện khi tương tác. Khó có một lực nào xuất hiện riêng lẽ mà
không có một lực đối xứng với nó lại trong tương tác cả. Vì vậy định luật III Niu tơn cũng
khái quát và phổ biến trong tự nhiên.Nội dung định luật phát biểu như sau : “trong quá
trình tương tác, vật này tác dụng vào vật kia một lực thì đồng thời vật kia củng tác dụng
trở lại vật đó một lực có cùng độ lớn nhưng ngược chiều.” Công thức
Vậy, ta có thể nói một cách tổng quát như sau : lực là nguyên nhân gây ra và ảnh
hưởng tới chuyển động của vật hoặc làm cho vật bị biến dạng. Sự vận động trong cơ học
chính là sự chuyển động cơ cho nên cũng có thể nói lực cũng là nguyên nhân gây ra sự
vận động trong cơ học . Tuy nhiên sẽ thiếu nếu ta không xét tới dạng lực tương tác mà
không qua tiếp xúc đó là lực hấp dẫn (hay trường hấp dẫn ).
2.5.2. Lực hấp dẫn.
Nhiều hiện tượng trong tự nhiên chứng tỏ rằng các vật có khối lượng luôn
luôn
tác dụng lên nhau những lực hút. Trọng lực là lực hút của quả đất đối với các vật
xung
quanh nó. Quả đất quay xung quanh mặt trời là do lực hút của mặt trời; Mặt trăng
quay
xung quanh quả đất là do lực hút của quả đất. Giữa các vì sao trong vũ trụ cũng có
l
ự
c
hút lẫn nhau v.v Các lực hút đó gọi là lực hấp dẫn vũ trụ. Giữa những vật
xung
quanh ta cũng có lực hấp dẫn vũ trụ nhưng giá trị của những lực này quá nhỏ nên
ta
không thể quan sát được. Nhà bác học Newton là người đầu tiên nêu lên định luật
c

ơ
bản về lực hấp dẫn vũ
trụ
.
Phát

b i

ể

u : Hai chất điểm khối lượng
m
và
m' mặt cách nhau một khoảng r sẽ
hút
nhau
bằng những lực có phương là
đường
thẳng nối
Trang 22
Đề tài : Vật chất và Vận động trong vật lý học
hai chất điểm đó, có cùng độ tỷ
l
ệ
thuận với
hai khối lượng m và m' và tỷ
l
ệ
nghịch với bình phương khoảng cách
r:

Với G = (Nm
2
/kg
2
)
Với công thức như trên thì ta có lực hấp dẫn của hai tàu thủy nặng khoảng 50000
tấn cách nhau 1km có giá trị nhỏ hơn trọng lượng của quả cân có khối lượng 20g ( tức ).
Qua đó cho ta thấy lực hấp dẫn giữa các vật quanh ta trong cuộc sống là khá nhỏ, cho nên
ta khó mà phát hiện ra được nhưng nó sẽ trở nên khá lớn khi xét tới các hành tinh trong hệ
mặt trời của chúng ta. Ví như : lực hấp dẫn giữa Traí Đất với Mặt Trời, Giữa mặt trăng
với Trái Đất, nhờ lực hấp dẫn đó mà các hành tinh chuyên động ổn dịnh trên quỹ đạo
của nó, cũng như các hiện tượng thủy triều của nước biển cũng liên quan tới lực hấp dẫn
của Mặt Trăng.
2.6. kết Luận
Qua nghiên cứu sự vận động trong cơ học, ta thấy mọi vật quanh ta đều chuyển
động không ngừng và phức tạp, nhưng dù chúng có phức tạp tới đâu thì ta cũng quy
chúng về các dạng chuyển động cơ bản như : tịnh tiến, quay và dao động. Và ở mỗi
chuyển động cơ bản ta đều thấy vật thể chuyển động theo những quy luật nhất định, đối
với từng dạng ta điều có hệ thống các đại lượng để khảo sát nó. Chẳng hạn như : viết
phương trình chuyển động tịnh tiến, phương trình chuyển động quay, hay phương trình
dao động và các đại lượng có liên quan tới nó, Tóm lại, các dạng chuyển động cơ của vật
thể dù có phức tạp nhưng cũng đều tuân theo các quy luật, định luật nhất định.
Ta thấy rằng các dạng chuyển động trên đều là các hàm phụ thuộc vào thời gian,
cho nên các vật thể vận động theo sự trôi chảy của thời gian, vì vậy nói vật thể không
ngừng vận động là đúng , vì thời gian thì cứ đều đều trôi mãi. Cứ mỗi khắc là đã có những
biến động khác biệt so với trạng thái trước đó rồi. Vậy sự vận động của vật thể là gắn liền
với thời gian, là thuộc tính cố hữu không thể tách lìa ra được. Nếu muốn vật thể ngưng
Trang 23
Đề tài : Vật chất và Vận động trong vật lý học
vận động, cách duy nhất là ta cho thời gian dừng lại hoặc hủy bỏ 1 chiều thời gian, tuy

nhiên điều đó thì không thể thực hiện được, nên vật chất phải luôn vận động.
Lại nữa, mọi vật trong vũ trụ từ những vật thể vô cùng lớn như Thiên hà, hành tinh
cho đến những vật vô cùng nhỏ (miễn khối lượng của nó > 0 ) thì đều chịu lực hấp dẫn
của các vật khác lẫn nhau, cho nên ít nhiều cũng chịu sự tác động cũa vật khác hay bản
thân nó cũng tác động lên các vật còn lại. Đó cũng là sự vận động ở nghĩa « chủ động »
và ở nghĩa « Bị động ».
Chúng ta vừa nghiên cứu xong các dạng vận động của thế giới vĩ mô (hay dạng
vận động bên ngoài) bây giờ ta chuyển sang nghiên cứu tiếp dạng vận động của thế giới
« vi mô » (hay vận động bên trong) của vật thể. Lĩnh vực này nghiên cứu các dạng
chuyển động của những hạt, những phân tử vô cùng bé cấu tạo nên vật chất.
CHƯƠNG III : VẬN ĐỘNG TRONG NHIỆT HỌC
Trong phần vận động trong cơ học ta đã nghiên cứu các dạng chuyển động cơ, đó
là sự thay đổi vị trí của các vật vĩ mô trong không gian. Khi nghiên cứu chuyển động đó
ta chưa chú ý đến những quá trình xãy ra bên trong vật, chưa xét đến những quá trình liên
quan đến cấu tạo của vật.
Trang 24
Đề tài : Vật chất và Vận động trong vật lý học
Thực tế có nhiều hiện tượng liên quan đến các quá trình xãy ra bên trong vật ; thí
dụ vật có thể nóng chảy hoặc bốc hơi khi bị đốt nóng, vật nóng lên khi ma sát, hiện tượng
chuyển đổi pha rắn, lỏng, khí, những hiện tượng này liên quan đến một dạng chuyển
động mới của vật chất, đó là chuyển động nhiệt. Hay nói khác hơn : sự vận động trong
nhiệt học là sự chuyển động nhiệt.
Để nghiên cứu chuyển động nhiệt người ta dùng hai phương pháp :
• Phương pháp thống kê : phương pháp này ứng dụng trong phần vật lý phân
tử. Ta biết rằng các chất đều cấu tạo từ những nguyên tử, phân tử, phương
pháp thống kê phân tích các quá trình xãy ra đối với từng phân tử, nguyên tử
riêng biệt rồi dựa vào các quy luật thống kê để tìm các quy luật chung của cả
tập hợp phân tử và giải thích các tính chất của vật. Phương pháp thống kê dựa
trên cấu tạo phân tử của các chất, nó cho biết một cách sâu sắc bản chất của
hiện tượng. Tuy nhiên, trong một số trường hợp việc ứng dụng phương pháp

này tương đối phức tạp.
• Phương pháp nhiệt động : phương pháp này được ứng dụng trong phần
nhiệt động học, nghiên cứu điều kiện biến hóa năng lượng từ dạng này sang
dạng khác và nghiên cứu những biến đổi về mặt định lượng. Phương pháp
nhiệt động dựa trên hai nguyên lý cơ bản rút ra từ thực nghiệm mà nhờ nó,
không cần biết cấu tạo phân tử của vật vẫn có thể rút ra nhiều kết luận về tính
chất của vật trong các điều kiện khác nhau. Mặc dù hạn chế là không giải
thích được sâu sắc bản chất của hiện tượng nhưng trong nhiều vấn đề thực tế
nhiệt động học cho cách giải quyết đơn giản.
3.1.Chuyển động nhiệt trong chất khí
3.1.1.Những khái niệm cơ bản trong nhiệt học.
3.1.1.1.Thông số trạng thái và phương trình trạng thái
Trạng thái của một hệ nhiệt động được xác định bởi một bộ các
đại
lượng
vật lý, các đại lượng này được gọi là thông số trạng thái của
h
ệ
như : nhiệt độ (T), khối
lượng (m), thể tích (V), áp suất (P), nồng độ, Có rất nhiều thông số trạng thái tuy
Trang 25