Bài giảng Vật lí đại cương - Chương 4: Các định luật bảo toàn

VẬTLÍĐẠICƯƠNG

PhạmĐỗChung
BộmơnVậtlíchấtrắn– Điệntử
KhoaVậtlí,ĐHSưPhạmHàNội
136XnThủy,CầuGiấy,HàNội

PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018

KhoaHốhọc


Chương4Cácđịnhluậtbảotồn
1.
2.
3.
4.
5.
6.

Cơng, cơng suất
Động năng, thế năng, cơ năng
Định luật bảo toàn cơ năng
Định luật bảo toàn năng lượng
Động lượng, định luật bảo toàn động lượng
Va chạm đàn hồi, va chạm mềm

PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018

2

1.Cơng,cơngsuất
• Cơng của một lực khơng đổi
𝑊 = 𝐹⃗ . 𝑑⃗
𝑊 = 𝐹. 𝑑. cos𝜙

PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018

3


1.Cơng,cơngsuất
• Cơng của một lực thay đổi

PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018

4


1.Cơng,cơngsuất
• Cơng suất trung bình
W
𝑃=
Δ𝑡

• Cơng suất tức thời
𝑑W
𝑃=
= 𝐹. 𝑣. cos𝜙 = 𝐹⃗ . 𝑣⃗
𝑑𝑡

PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018

5


2.Động năng,thế năng
• Động năng là năng lượng của vật có được khi
chuyển động
𝑚𝑣 2
𝐾=
2

• Động năng phụ thuộc vào hệ qui chiếu
• Ln dương

PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018

6


2.Động năng,thế năng
• Lực thế (lực bảo tồn) là lực mà cơng của nó
thực hiện chỉ phụ thuộc vào điểm đầu vào điểm
cuối chứ không phụ thuộc vào dạng đường đi.
1. Trọng lực
2. Lực đàn hồi

PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018

7


2.Động năng,thế năng
• Thế năng là năng lượng (dự trữ) phụ thuộc vào
vị trí tương đối giữa các vật trong một hệ có
tương tác với nhau bằng lực thế.
1. Thế năng trọng trường (thế năng hấp dẫn)
𝑈 = 𝑚gh
2. Thế năng đàn hồi đàn hồi
k𝑥 2
𝑈=
2
PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018

8


3.Định luật bảo tồn cơ năng
• Cơ năng (E) của một hệ là tổng của động năng
và thế năng của hệ đó.
• Cơ năng của một hệ kín và khơng có ma sát
được bảo tồn:
E = 𝑈: + 𝐾: = 𝑈2 + 𝐾2 = const

PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018

9

3.Định luật bảo toàn cơ năng

PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018

10


4.Địnhluậtbảotồnnănglượng
• Trong một hệ cơ lập năng lượng có thể chuyển
đổi từ dạng này sang dạng khác nhưng năng
lượng toàn phần của hệ thì khơng đổi.
Sosánhđịnhluậtbảotồncơnăngvàđịnhluật
bảotồnnănglượng?

PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018

11


5.Độnglượng,địnhluậtbảotoànđộnglượng

Động lượng của một hạt là một vector 𝑝⃗ được
định nghĩa là:

𝑝⃗ = 𝑚𝑣⃗
• Đại lượng vector
• Phụ thuộc vào hệ qui chiếu
• Động lượng của một hệ hạt: 𝑃 = ∑ 𝑝@ = ∑ 𝑚𝑣@
• Một cách phát biểu khác của định luật 2 Newton

𝑑𝑝⃗
𝐹⃗ =
𝑑𝑡
PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018

12


5.Độnglượng,địnhluậtbảotồnđộnglượng

Trong một hệ cơ lập động lượng được bảo tồn

𝑃@ = 𝑃A
• Định luật bảo tồn động lượng là độc lập với
định luật bảo tồn năng lượng

• Hệ kín sẽ thoả mãn cả hai định luật bảo toàn
năng lượng và động lượng.

PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018

13


6.Vachạmđànhồi,vachạmmềm
Va chạm đàn hồi
• Bảo tồn động lượng
• Bảo tồn năng lượng

PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018

14


6.Vachạmđànhồi,vachạmmềm
Va chạm mềm
• Bảo tồn động lượng

PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018

15


6.Vachạmđànhồi,vachạmmềm
Một số ví dụ về hệ kín

PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018

16