Chương 2-ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM ppt

Chương 2
ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM

GIỚI THIỆU
2.1. BA ĐỊNH LUẬT NEWTON
2.2. HỆ QUI CHIẾU KHÔNG QUÁN TÍNH, LỰC QUÁN
TÍNH, NGUYÊN LÝ TƯƠNG ĐỐI GALILÉE
2.3. MỘT SỐ LỰC TRONG CƠ HỌC

2.1. BA ĐỊNH LUẬT NEWTON
cos 0v nt a= ⇔ =
r r
Định luật 1 Newton:
Thế nào là vật cô lập?
Vật không chịu tác dụng của ngoại lực hoặc hợp lực tác dụng lên nó bằng
không.
•
Nếu nó chuyển động thì sẽ chuyển động
thẳng đều mãi mãi,
Một vật bất kỳ luôn có khả năng bảo toàn trạng thái đứng yên hoặc chuyển
động của nó
Vật có quán tính ĐL 1 là định luật quán
tính.
Một vật cô lập
•
Nếu đứng yên thì đứng yên mãi mãi,
0v =
r
Nội dung ĐL 1:

ĐL 1 chỉ áp dụng cho trường hợp hệ quy chiếu quán tính.
Ví dụ: Người ngồi trên ôtô do để duy trì trạng thái đang ngồi
yên so với mặt đất nên khi ôtô bắt đầu tăng tốc thì
người bị ngã về sau.
Hệ quy chiếu quán tính là hệ quy chiếu gắn lên một vật cô lập, .
co 0 s ,v nt a= =
r r
Hệ quy chiếu không quán tính là HQC chuyển động có .
0a ≠
r
Mọi hiện tượng vật lý đều xảy ra như nhau trong tất cả các HQC quán tính.
Bài tập ví dụ:
Nếu một vật đang chuyển động bổng nhiên tất cả các lực tác
dụng vào nó ngừng tác dụng thì:
a) Vật lập tức dừng lại.
b) Vật chuyển động chậm dần rồi dừng lại.
c) Vật chuyển động chậm dần trong một thời gian, sau đó
chuyển động thẳng đều.
d) Vật chuyển ngay sang trạng thái chuyển động thẳng đều.

Định luật 2 Newton:
(Định nghĩa động lượng và lực SV tự xem lại)
(kg.m/s)p mv
=
r r
( )
dp d dv
F mv m ma
dt dt dt
= = = =

r r
r
r r
Nội dung định luật 2:
Một chất điểm có khối lượng m, chịu tác dụng một lực , sẽ chuyển động
với gia tốc thỏa phương trình:
F
r
a
r
F ma=
r
r
ĐL 2 chỉ đúng với hệ quy chiếu quán tính
BT 2 & 5 trang 57

Định luật 3 Newton:
AB
F
r
BA
F
r
A
B
AB BA
F F= −
r r

HỆ QUY CHIẾU KHÔNG QUÁN TÍNH - LỰC QUÁN TÍNH -

NGUYÊN LÝ TƯƠNG ĐỐI GALILÉE
a) HQC không quán tính:
b) Lực quán tính:
0A ≠
r
chuyển động với gia tốc so với HQC quán tính.
0a
≠
r
Vật trong HQC không quán tính sẽ chịu thêm tác dụng của lực quán tính.
mA
−
r
qt
F =
r
A
r
Là gia tốc của HQC không quán (O’) tính so với HQC quán tính (O)
qt
F A↑↓
r r
( lực quán tính luôn cùng phương nhưng ngược chiều với
vectơ gia tốc của HQC không quán tính) .
Nhận xét:

BT 1 tr.57

c) Nguyên lý tương đối Galilée:
HỆ QUY CHIẾU KHÔNG QUÁN TÍNH - LỰC QUÁN TÍNH - NGUYÊN

LÝ TƯƠNG ĐỐI GALILÉE (tiếp theo)
0A =
r
ma ma F
′
= =⇒
r
r r
Nếu
(HQC O’ trở thành HQC quán tính)
ĐL II Newton cho HQC O và O’ là như nhau.
ĐL II Newton dùng để mô tả các hiện tượng cơ học.Mà
Nguyên lý tương đối Galilée:
Tất cả các hiện tượng cơ học đều xảy ra như
nhau đối với các HQC quán tính khác nhau.
a a A a
′
= =⇒
′
+
r
r r r

MỘT SỐ LỰC TRONG CƠ HỌC
1) Trọng lực và trọng lượng
•
Khi nào thì vật chịu tác dụng của trọng lực?
Khi vật được gắn trong HQC quán tính
Trái Đất đứng yên (
Giá đỡ và dây treo đứng yên hoặc

chuyển động với a = 0.
Trọng lực:
Là lực mà nó làm cho mọi vật rơi về phía trái đất với gia
tốc trọng trường .
g
r
3
hd
Mm
P F G R mg
R
= = − =
r r r
r
2
( )
h
M
g G
R h
=
+

hd qt
P F F m g
′ ′
= + =
r r r
r
MỘT SỐ LỰC TRONG CƠ HỌC (tt)

•
Khi nào thì vật chịu tác dụng của trọng lượng?
Khi vật được gắn trong HQC phi quán tính
Trái Đất quay với gia tốc bằng
Giá đỡ và dây treo chuyển động với
0a ≠
r
ht
a
r
Trọng lượng:
Lực tác dụng lên giá đỡ hoặc dây
treo của vật.

3
hd
M
F G mR mg
R
= − =
r r
r
M: Khối lượng TĐ
R: Bán kính TĐ
G: Hằng số hấp dẫn
m: Khối lượng của vật
qt t h t
F ma= −
l
r

r
2
2
qt t ht
v
F ma m m r
r
ω
= = =
l
2
cos
cos
r R
m R
ϕ
ω ϕ
=
=
Từ hai cực trái đất dần về xích đạo P’ giảm gia tốc giảm.
g
( với là vĩ độ)
ϕ
P
′
r
ϕ
hd
F
r

O
R
r
A
•
qt t
F
l
r
VD: Xét vật trong HQC phi quán tính TĐ quay với gia tốc bằng
ht
a
r
hd qt t
P F F mg
′ ′
= + =
l
r r r
r
BT 7 + 8 tr.67

0
ϕ
• =
hd lt
F F↑↓
r r
)m x( ahd lt
P F F= −

2
π
ϕ
• = ±
hd
2
P = F
GM
m mg
R
= =
2
P mg m R
ω
= − =
4 6
24 3600 8,64.10 ( ); 6,38.10 ( )thay T h s s R m= × = =
Xác định gia tốc trọng trường tại xích đạo và tại hai cực của Trái Đất ?
Tại xích đạo:
2
= 0,0337( / )g g m s−
XĐ
0
lt
F = ⇒
Tại hai cực:
2
=
M

g g G
R
=
cực
2
( )m g R
ω
− =
2
2
4
( )m g R
T
π
−
MỘT SỐ LỰC TRONG CƠ HỌC (tt)

MỘT SỐ LỰC TRONG CƠ HỌC (tt)
2) Lực đàn hồi:
F k x= − ∆
r
r
đh
gh
F kN
=
Trong đó: k (N/m) là hệ số đàn hồi hay độ cứng (phụ thuộc
chiều dài ban đầu, tiết diện S và bản chất của
vật).

(
m
)

l
à

v
e
c
t
ơ

đ
ộ

b
i
ế
n

d
ạ
n
g

c
ủ
a

v
ậ
t
x
∆
r
2) Lực ma sát
a) Lực ma sát nghỉ:
Khi lực tác dụng theo phương ngang đủ lớn (vượt qua giá trị giới hạn ) vật
sẽ trượt trên mặt phẳng tiếp xúc.
gh
F
gh
F
là lực ma sát nghỉ
k là hệ số ma sát nghỉ
N là phản lực của mặt phẳng tác dụng lên vật
x
∆
r
(m) Là vectơ độ biến dạng của vật
Khi đó:
BT 9 tr.67

b) Lực ma sát trượt:
Lực ma sát xuất hiện khi vật đang trượt gọi là lực ma sát trượt.
ms
F k N
′
=

l
Với k là hệ số ma sát trượt
b) Lực ma lăn:
Lực ma sát xuất hiện khi vật đang lăn gọi là lực ma sát lăn.
mst
F kN=
Với k’ là hệ số ma sát lăn
BT 3 + 11 tr. 57-58
α
k
F
r
y
x
M
P
r
N
r
ms
F
r

b) Lực ma nhớt:
msn
F v
η
= −
r
r

(Khi vận tốc v nhỏ)
msn
F vv
η
= −
r
r
(Khi vận tốc v lớn)
Phụ thuộc vào vận tốc
η
là hệ số ma sát nhớt, phụ thuộc vào hình dạng, kích thước của vật
và môi trường.
3) Lực căng dây:
Trường hợp dây co dãn thì lực đàn hồi chính là lực căng.



HỆ QUY CHIẾU KHÔNG QUÁN TÍNH - LỰC QUÁN TÍNH - NGUYÊN
LÝ TƯƠNG ĐỐI GALILÉE (tiếp theo)
ĐL II Newton cho chất điểm M trong hệ O’:
(4) Gọi là biểu thức ĐL II Newton cho chất điểm M trong hệ O’.
(2)F ma=
r
r
mA
−
r
(1)
. (3) )(
thay

m a A
′
= +
r
r
(4)ma F mA
′
= −
r r
r
14 2 43
Hợp lực tác dụng
lên M trong hệ O’.
qt
F =
r
Nhận xét:

qt
F A↑↓
r r
( lực quán tính luôn cùng phương nhưng ngược chiều với
vectơ gia tốc của HQC không quán tính) .