lÝ THUYẾT CƠ - NHIỆT bdhsg

Đề cương cơ học - nhiệt học THCS Trang 1 Người soạn: Võ Văn Quốc
PHẦN I: LÝ THUYẾT CƠ HỌC
B. LÝ THUYẾT TĨNH HỌC
1. Các đại lượng cơ bản:
1.1. Khối lượng – Trọng lượng
Khối lượng ký hiệu là: m đơn vị đo khối lượng kg (đọc là kilogam)
Trọng lượng ký hiệu là chữ: P đơn vị đo trọng lượng N (đọc là Niu Tơn)
P = 10.m
Ví dụ: một vật có trọng lượng 5 Kg. Vậy vật đó có trọng lượng bằng bao nhiêu Niu Tơn?
Ta có P = 10. m = 10.5 = 50 N
1.2. Khối lượng riêng – Trọng lượng riêng:
* Khối lượng riêng riêng ký hiệu là: D đơn vị đo khối lượng riêng Kg/m3
m
D
V
=
m: khối lượng vật (kg)
V: thể tích của vật (m3)
Ví dụ: khối lượng riêng của nước là 1000kg/m3 có nghĩa là 1 m3 nước có khối lượng 1000kg
* Trọng lượng riêng ký hiệu là: d đơn vị đo là N/m3.
P
d
V
=
P: trọng lượng của vật (N)
V: thể tích của vật (m3)
Ví dụ: Trọng lượng riêng của nước là 10000N/m3 có nghĩa là 1 m3 nước có trọng lượng 10000N
Lưu ý: d = 10.D
2. Các lực cơ bản:
2.1. Khái niệm vec tơ lực:
Lực là một đại lượng véc tơ. Để xác định véc tơ lực chúng ta xác định 4 yếu tố của lực:

+ Điểm đặt của lực: cho biết lực tác dụng lên vật ở vị trí nào?
+ Phương của lực
+ Chiều của lực (cho biết lực tác dụng lên vật theo chiều nào)
+ Độ lớn của lực
* Lưu ý:
- Trong mặt phẳng tập hợp các đường thẳng song song xem như là một phương.
- Trên một phương chỉ có hai chiều.
2.2. Các loại lực cơ bản:
2.2.1: Trọng lực:
Trọng lực hút của Trái Đất lên các vật trên bề mặt của nó gọi là trọng lực.
Vec tơ trọng lực ký hiệu
P
r
: được xác định:
+ Điểm đặt: tại trọng tâm của vật
+ Phương: thẳng đứng.
+ Chiều từ trên hướng xuống.
+ Độ lớn của trọng lực bằng trọng lượng vật: P = 10.m
2.2.2. Lực masat:
Lực ma sát ký hiệu
ms
F
r
có:
+ Phương trùng với phương chuyển động.
+ Chiều ngược chiều chuyển động (ngược chiều với lực phát động)
+ Độ lớn dựa vào lực phát động.
Tai liệu bồi dưỡng học sinh giỏi
Đề cương cơ học - nhiệt học THCS Trang 2 Người soạn: Võ Văn Quốc
2.2.3. Lực đẩy Acsimet.

Lực đẩy Acsimet là lực tác dụng của chất lỏng lên vật nhúng chìm trong nó. Ký hiệu véc tơ lực
A
F
r
Véc tơ lực
A
F
r
được xác định bởi các yếu tố sau:
+ Điểm đặt: tại tâm của phần vật chìm trong nước.
+ Phương: thẳng đứng.
+ Chiều: từ trên xuống dưới.
+ Độ lớn
.
A
d V
F
=
D: trọng lượng riêng của chất lỏng (N/m
3
)
V: thể tích của phần vật chìm trong nước hay thể tích nước bị vật chiếm chỗ (m
3
)
2.2.4. Lực căng dây và phản lực:
a) Lực căng dây (sức căng dây):
Khi vật được treo vào một sợi dây, vật kéo dây một lực P(trọng lực) làm cho dây bị căng thẳng,
ngược lại dây cũng tác dụng lên vật một lực T có phương hướng dọc theo sợi dây, lực T gọi là lực căng
dây.
Sợi dây kéo thường được xem là khối lượng không đáng kể và không co dãn. Khi đó: sức căng tại

mọi điểm trên sợi dây là như nhau.
b) Phản lực:
Khi một vật đè lên một mặt phẳng, vật sẽ chịu tác dụng lực từ phía dưới mặt phẳng. Lực này vuông
góc với mặt phẳng tiếp xúc lực này gọi là phản lực.
Ví dụ hình trên: khi vật đặt trên mặt ngang nó ép lên mặt ngang một lực có độ lớn P (trọng lực),
ngược lại mặt sàn cũng tác dụng lên vật một phản lực N.
2.3. Điều kiện cân bằng:
2.3.1. Cân bằng trong chuyển động tịnh tiến:
- Một vật cân bằng khi tổng các véc tơ lực tác dụng lên vật = 0 (
∑
=
0
r
r
F
)
- Một vật cân bằng khi trên mọi phương: tổng độ lớn các lực kéo vật theo chiều này bằng tổng độ
lớn các lực tác dụng lên vật theo chiều ngược lại.
Ví dụ: vật trên mặt phẳng nằm ngang cân bằng vì chịu tác dụng của hai lực cân bằng
N
r
và
1
P
r
:
như phát biểu trên ta có:
N
r
+

1
P
r
= 0  N = P
- Hòn bi được treo trên sợi dây: chịu tác dụng của hai lực cân bằng
T
r
và
2
P
r
:
Ta có:
T
r
+
2
P
r
= 0  T = P
Tai liệu bồi dưỡng học sinh giỏi
P
r
T
r
P
r
N
r
Đề cương cơ học - nhiệt học THCS Trang 3 Người soạn: Võ Văn Quốc

2.3.2. Cân bằng trong chuyển động quay:
a) Khái niệm momen lực:
Momen lực là đại vật lý đặc trưng cho mức độ quay nhanh hay chậm của chuyển động quay, được
đo bằng tích độ lớn của lực với cánh tay đòn của nó. Cánh tay đòn là khoảng cách từ tâm quay đến
phương của lực.
Momen ký hiệu là chữ: M đơn vị đo Nm.
M = F.l
F: độ lớn lực tác dụng (N)
l: cánh tay đòn của lực (m)
b) Điều kiện cân bằng trong chuyển động quay:
Một vật cân bằng khi tổng các momen lực tác dụng lên vật theo chiều này bằng tổng các momen lực
tác dụng lên vật theo chiều ngược lại.
2.4. Công – Công suất – Hiệu suất:
2.4.1. Công cơ học:
Khái niệm: Khi có một lực F tác dụng lên vật làm vật dịch chuyển được một quãng đường S, ta nói
lực F thực hiện được một công cơ học. Gọi tắt là công.
Công thức tính công: công có độ lớn được xác định bằng độ lớn của lực F tác dụng lên vật với
quãng đường S dịch chuyển của vật.
A = F.S
2.4.2. Công suất
Công suất là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công trong một đơn vị thời gian. Được tính
bằng công thực hiện chia cho thời gian thực hiện công
2.4.3. Hiệu suất:
Ký hiệu H: (H
1
≤
)
tp
ci
A

A
H =
A
ci
, A
tp
: công có ích và công toàn phần
2.5. Các loại máy cơ đơn giản:
Bài toán đặt ra là để nâng vật từ dưới mặt đất lên độ cao h có cách nào làm thì lợi nhiều nhất?
2.5.1. Mặt phẳng nghiêng:
* Xét trường hợp không có ma sát:
- Để nâng một vật A có trọng lượng P lên độ cao h thực hiện bằng hai cách:
+ Nâng vật trực tiếp theo phương thẳng đứng khi đó công thực hiện: A
1
= P.h
+ Nâng vật bằng mặt phẳng nghiêng có chiều dài l và lực kéo vật lên mpn F công kéo: A
2
= F.l
Cả hai cách đều thực hiện để đưa vật nặng lên độ cao h hay A
1
= A
2
= A
⇔
A = P.h = F.
l
Tai liệu bồi dưỡng học sinh giỏi
P
r
T

r
P
r
N
r
t
A
p
=
Đề cương cơ học - nhiệt học THCS Trang 4 Người soạn: Võ Văn Quốc
* Trường hợp có ma sát:
Khi có ma sát:
Công nâng vật lên độ cao h theo phương thẳng đứng gọi là công có ích: A
ci
= P.h
Công kéo vật lên độ cao h theo mặt phẳng nghiêng gọi là công toàn phần: A
tp
= F.l
Khi đó: A
tp
> A
ci
Ta có hiệu suất của mặt phẳng nghiêng H.
tp
ci
A
A
H =
2.5.2. Đòn bẩy
Thanh AB, có điểm tựa O (là tâm quay của thanh). Thanh chịu tác dụng của hai lực F

1
và F
2
tại hai
điểm A và B, có phương thẳng đứng.
Theo điều kiện cân bằng trong chuyển động quay ta có:
F
1
.d
1
= F
2
.d
2
OBFOAF
OA
OB
d
d
F
F
..
21
1
2
2
1
=⇔==⇔
d
1

: cánh tay đòn của lực F
1
(đơn vị đo là mét)
d
2
: Cánh tay đòn của lực F
2
(đơn vị đo là mét)
* Lưu ý: Cánh tay đòn là khoảng cách từ tâm quay (O) đến phương của lực.
2.5.3. Ròng rọc:
a. Ròng rọc cố định: là ròng rọc có trục quay cố định.
Tai liệu bồi dưỡng học sinh giỏi
A
h
d
2
d
1
1
F
r
B
A
O
2
F
r
Đề cương cơ học - nhiệt học THCS Trang 5 Người soạn: Võ Văn Quốc
Không có lợi về lực, cũng không có lợi về quãng đường.
Theo điều kiện cân bằng vật A:

T
1
= P (1)
Theo tính chất của lực căng dây:
T
1
= T
2
(2)
Theo điều kiện câng trong chuyển động quay bằng của ròng rọc ta có:
F.r = T
2
.r
⇒
P = T
2
(3)
Từ (1), (2) và (3)
* Vậy khi sử dụng ròng rọc cố định không có lợi gì về lực.
b. Ròng rọc động:
* Xét trường hợp: dây không dãn, ròng rọc và dây có khối lượng không đáng kể.
* Khi sử dụng rồng rọc động có lợi gì về lực hay không?
- Theo điều kiện cân bằng của vật B:
T
1
+ T
1
= P (1)
- Ta lại có
T

2
= T
1
=
2
P
(2)
- Theo điều kiện cân bằng của ròng rọc cố định:
F = T
2
(3)
Từ (1), (2) và (3) ta suy ra:
- Khi sử dụng 1 ròng rọc động thì có lợi hai lần về lực.
Tai liệu bồi dưỡng học sinh giỏi
P
r
1
T
r
2
T
r
F
r
A
⇒
F = P
B
P
r

1
T
r
1
T
r
2
T
r
F
r
2
P
F
=⇒