Báo cáo bài tập lớn vật lý 1 lực thế và thế năng

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN VẬT LÝ 1 ĐỀ TÀI 9 Lực thế và thế năng Giảng viên hướng dẫn Nguyễn Thị Minh Hương Lớp L22 Nhóm thực hi[.]

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN VẬT LÝ ĐỀ TÀI 9: Lực Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Thị Minh Hương Lớp : L22 Nhóm thực hiện: -Lớp: L22 -Nhóm: -Danh sách sinh viên: STT Họ tên MSSV Trương Thị Bảo Trâm 1613666 Nguyễn Hữu Lân 1611765 Đặng Hiển Vinh 1652702 Trần Văn Hưng 1611447 Trần Nguyễn Cao Minh 1612052 Trần Bá Minh Quang 1612788 Phạm Thành Nguyên 1612301 MỤC LỤC DANH SÁCH NHÓM MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ HÌNH TĨM TẮT PHẦN MỞ ĐẦU PHẦN NỘI DUNG Chương 1: LỰC THẾ 1.1 Lực 1.2 Lực Chương 2: THẾ NĂNG VÀ ĐỘNG NĂNG 2.1 Thế 2.1.1 Định nghĩa 2.1.2 Định lý 2.1.3 Một số loại 2.2 Động 2.2.1 Định nghĩa 2.2.2 Định lý động Chương 3: CƠ NĂNG 3.1 Định nghĩa 3.2 Định lí bảo tồn Chương 4: BÀI TỐN 4.1 Tìm hiểu tốn 4.2 Định hướng cách giải 4.3 Sử dụng công cụ hỗ trợ Matlab 4.3.1 Phương hướng giải PHẦN KẾT LUẬN DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ HÌNH Bảng 4.1 Hình 4.1 Hình 4.2 TĨM TẮT Năng lượng tồn nhiều dạng, bao gồm hóa năng, nhiệt năng, xạ điện từ, lượng trọng trường, điện năng, lượng đàn hồi, lượng nguyên tử, lượng nghỉ Chúng xếp vào hai nhóm chính: động năng.Bài viết giúp bạn hiểu rõ khái niệm lượng,thế năng, động đặc biệt xét đếnmột trường hợp đặc biệt, sử dụng cơng cụ Matlab để giảiquyết tốn PHẦN MỞ ĐẦU Khi cịn nhỏ, có bạn cầm trái bóng ném lêncao nhìn rơi xuống khơng? Dường lúc ta cócảm giác lên đến độ cao định, bongdường đứng yên khoảng thời gian nhỏ rồibắt đầu rơi xuống Đó vị trí cao mà bóng chạm tới với lực ném ban đầu bạn Và quảbóng rơi xuống, ta cảm giác bóng rơi ngàycàng nhanh theo độ cao giảm Đó chuyểnhóa động bòng trongchuyển động Xét chuyển động bóng vị trí cao nhất,nếu ta bỏ qua ma sát bóng khơng khí, ta có thểnói rằng: vị trí cao nhất, bóng cực đạivà rơi xuống, giảm dần, chuyển hóa thànhđộng động đạt cực đại Tổng độngnăng không đổi số Tagọi số Vậy bóng q trình rơi chịu tác dụng củatrọng lực (đã bỏ qua ma sát) Trọng lực lực Ta tìm hiểu khái niệm lực, lực thế, độngnăng, năng, PHẦN NỘI DUNG Chương 1: LỰC THẾ 1.1 Lực Trong vật lý học, lực ảnh hưởng làm vật thể chịu thay đổi, ảnh hưởng đến chuyển động, hướng hay cấu trúc hình học Nói cách khác, lực nguyên nhân làm cho vật có khối lượng thay đổi vận tốc (bao gồm chuyển động từ trạng thái nghỉ), tới chuyển động có gia tốc, hay làm biến dạng vật thể, hai Lực miêu tả khái niệm trực giác đẩy kéo.Lực đại lượng vectơ có độ lớn hướng VD: Lực ma sát bánh xe với mặt đường xe di chuyển đường, lực hútgiữa điện tích điểm trái dấu, lực hấp dẫn trái đất vàmặt trăng, lực đàn hồi lị xo giảm xóc xe máy 1.2 Lực Lực bảo tồn hay cịn gọi lực loại lực tác động lên vật sinh cơng học có độ lớn không phụ thuộc vào dạng đường mà phụ thuộc vào vị trí điềm đầu điểm cuối lực dược sinh trường với cơng thức F=dW/dr Các ví dụ lực bảo toàn lực tĩnh điện lực hấp dẫn VD: Trọng lực, lực đàn hồi lò xo, lực tương tác tĩnh điệncủa điện tích điểm Chương 2: THẾ NĂNG VÀ ĐỘNG NĂNG 2.1 Thế 2.1.1 Định nghĩa Xét trường Trong trường ta chọn điểm O có tọa độ (xo, yo, zo) làm gốc để tính (tức quiước O khơng) Ta tính cơng A(MO) làmdịch chuyển chất điểm từ vị trí M có tọa độ (x, y, z) đến vịtrí O Ta biết cơng A(MO) hàm tọa độ (x o, yo,zo) (x, y, z): A(MO) = U(x, y, z, xo, yo, zo) Trong ta ký hiệu U hàm biến trên.Vì điểm O điểm chọn trước cố định (điểm Okhông phải biến) nên tọa độ xo, yo, zo số nên U hàm tọa độ x, y, z U(x, y, z) = A(MO) Vậy ta định nghĩa : Thế điểm M(x, y, z) trường cơng làmdịch chuyển chất điểm từ vị trí M đến điểm gốc thếnăng Lưu ý: Việc chọn điểm gốc để tính hồn tồn tù 2.1.2 Định lý Ta tính cơng làm dịch chuyển chất điểm từ M đến N hai điểmkhác trường Vì cơng thực trường phụ thuộc vào điểm đầuvà cuối mà không phụ thuộc vào dạng đường nên : A(MN) = A(MO) + A(ON) = U(M) +A(ON) Nhưng A(ON) = -A(NO) = - U(N) nên : AMN = U(M) -U(N) Điều chứng tỏ rằng:Công làm dịch chuyển chất điểm hai điểm trường hiệu điểm đầu cuối trình chuyểnđộng Định lý gọi định lý 2.1.3 Một số loại a) Thế trọng trường Thế trọng trường: U=mgy + C (C số, ta xác định C cách chọn gốc tính năng: vị trí U đặt khơng.) • Nếu chọn gốc y= ta có: U(0) = C = 0, U = mgy • Nếu chọn gốc y0 thì: U(y0) = mgy0 + C =0 , Suy ra: C = -mgy0 U = mg(y – y0) b) Thế hấp dẫn • Thế hấp dẫn: U = -G + C •Nếu chọn gốc vơ cùng: U(∞) = C = U = -G •Nếu chọn gốc bề mặt Trái Đất: U(R) = -G + C = U = -GMm/R, Suy ra: C=G (với R bán kính Trái Đất) 2.2 Động 2.2.1 Định nghĩa • Động dạng lượng gắn liền với chuyển ñộng • Động chất điểm khối lượng m chuyển ñộng với vận tốc v là: K=(mv^2)/2 2.2.2 Định lý động Công ngoại lực tác dụng lên chất điểm độ biến đổi động chất điểm Chương 3: CƠ NĂNG 3.1 Định nghĩa • Cơ tổng động hệ •E=K+U • U tổng tất 3.2 Định lí bảo tồn • Nếu tất lực lên hệ lực bảo tồn: Wtổng = -∆U = ∆K • Do đó: ∆(K+U) = ∆E = Hay: Cơ bảo tồn • Nếu có lực khơng bảo tồn thì: Wc + Wnc = -∆U + Wnc = ∆K • Suy ra: ∆(K+U) = ∆E = Wnc • Cơ khơng cịn bảo tồn nữa, độ biến thiên tổngcông lực không bảo tồn • Nếu lực khơng bảo tồn lực ma sát: Wnc < 0, E giảm ... CÁC BẢNG VÀ HÌNH TĨM TẮT PHẦN MỞ ĐẦU PHẦN NỘI DUNG Chương 1: LỰC THẾ 1. 1 Lực 1. 2 Lực Chương 2: THẾ NĂNG VÀ ĐỘNG NĂNG 2 .1 Thế 2 .1. 1 Định nghĩa 2 .1. 2 Định lý 2 .1. 3 Một số loại 2.2 Động 2.2 .1 Định... Trương Thị Bảo Trâm 16 13666 Nguyễn Hữu Lân 16 117 65 Đặng Hiển Vinh 16 52702 Trần Văn Hưng 16 114 47 Trần Nguyễn Cao Minh 16 12052 Trần Bá Minh Quang 16 12788 Phạm Thành Nguyên 16 123 01 MỤC LỤC DANH SÁCH... ma sát) Trọng lực lực Ta tìm hiểu khái niệm lực, lực thế, độngnăng, năng, PHẦN NỘI DUNG Chương 1: LỰC THẾ 1. 1 Lực Trong vật lý học, lực ảnh hưởng làm vật thể chịu thay đổi, ảnh hưởng đến chuyển