GROUP VẬT LÝ PHYSICS HỆ QUY CHIẾU PHI QUÁN TÍNH I.. Kết luận Hệ quy chiếu phi quán tính là hệ quy chiếu gắn vào vật chuyển động có gia tốc Lực quán tính là một lực xuất hiện và tác động
Trang 1GROUP VẬT LÝ PHYSICS
HỆ QUY CHIẾU PHI QUÁN TÍNH
I Chứng minh
1
F và F2 lần lượt là các lực tác dụng lên vật 1 và vật 2
1
m và m lần lượt là khối lượng của vật 1 và vật 2 2
1
a và a2 lần lượt là gia tốc của vật 1 và vật 2 so với đất → a21=a2−a1 là gia tốc của vật 2 so với vật 1
Áp dụng định luật II Niu-tơn cho vật 2 có 2 2 2 2 2( 21 1) 2 2 1 2 21
qt F
F =m a F =m a +a F −m a =m a
*Nếu chọn hệ quy chiếu gắn với đất thì vật 2 chuyển động với gia tốc a2 và chỉ chịu tác dụng của lực F2
*Nếu chọn hệ quy chiếu gắn với vật 1 thì vật 2 chuyển động với gia tốc a21 và ngoài lực F2 thì vật 2 còn chịu thêm tác dụng của một lực là F qt = −m a2 1 Ta gọi lực này là lực quán tính hay còn gọi là lực ảo
II Kết luận
Hệ quy chiếu phi quán tính là hệ quy chiếu gắn vào vật chuyển động có gia tốc
Lực quán tính là một lực xuất hiện và tác động lên mọi khối lượng trong một hệ quy chiếu phi quán tính Lực quán tính không xuất phát từ bất kì tương tác vật lý nào mà là từ gia tốc trong hệ quy chiếu phi quán
tính mà ta đã chọn
Ở chương trình cơ bản THPT chúng ta không được học công thức lực quán tính nhưng hoàn toàn giải được các bài tập bằng cách sử dụng công thức cộng gia tốc (ở phần chứng minh) vì bản chất là như nhau
Câu 1: Một con lắc lò xo lý tưởng gồm lò xo có độ cứng 100 N/m
và vật nặng M có khối lượng 1 kg đặt nằm ngang trên thùng
xe tải sao cho trục của lò xo cùng phương với phương chuyển
động của xe Xe tải chuyển động đều với vận tốc 54 km/h thì
vật M ở trạng thái đứng yên so với thùng xe tại vị trí tại O
Người lái xe hãm phanh làm cho xe chuyển động chậm dần
đều Đoạn đường từ khi xe tải bắt đầu chuyển động chậm dần đều tới khi dừng lại dài 25 m Khi
xe dừng lại, một người đứng trong thùng xe tải thấy con lắc lò xo dao động với biên độ gần nhất giá trị nào sau đây?
HỆ QUY CHIẾU KHỐI TÂM Câu 2: Cho cơ hệ như hình vẽ gồm hai vật nhỏ có khối lượng 𝑚1 =
150𝑔, 𝑚2 = 100𝑔 được nối với nhau bằng một lò xo rất nhẹ có
độ cứng 𝑘 = 150 N/m; hệ được đặt trên một mặt phẳng ngang trơn
bỏ qua ma sát Ban đầu, lò xo không biến dạng, 𝑚2 tựa vào tường trơn và hệ vật đang đứng yên thì truyền tốc độ 0,5 m/s cho vật 𝑚1 theo phương ngang hướng làm cho lò xo nén lại Lực đàn hồi lớn nhất của lò xo sau khi vật 𝑚2 rời khỏi tường có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
Câu 3: (T.Pika) Hai vật cùng khối lượng m=0, 5 kg đứng yên trên mặt sàn
nhẵn không ma sát nằm ngang, chúng được nối với nhau bằng một
lò xo nhẹ, có chiều dài tự nhiên 30 cm và độ cứng k=16 /N m Các vật đồng thời được cấp vận tốc v0 =36 cm s/ hướng tới một bức tường Vật bên m1 va chạm tuyệt đối đàn hồi với tường Độ nén lớn nhất của lò xo trong quá trình va chạm là max Sau va chạm với tường thì khoảng thời
gian để hai vật gần nhau nhất tính từ lúc va chạm tường là t Giá trị max và lần lượt là t
A 6, 4 ; 2
16
cm s
16
cm s
C 6,1 ; 2
16
cm s
D 8,1 ;
8
cm s
Trang 2
GROUP VẬT LÝ PHYSICS
Câu 4: Hai vật có thể trượt không ma sát dọc theo một thanh nằm
ngang Ở thời điểm ban đầu, vật khối lượng m gắn vào một
đầu của lò xo có độ cứng k=20N m/ chuyển động với vận
tốc v0 =10cm s/ , còn vật có khối lượng 4 m thì đứng yên Biết m=1kg Hãy xác định vận tốc của vật 4m sau khi nó rời khỏi lò xo và khoảng thời gian vật 4m tiếp xúc với lò xo
A 2 (cm/s) và 0, 2 (s) B 4 (cm/s) và 0, 2 (s)
C 2 (cm/s) và 0, 2 5 (s) D 4 (cm/s) và 0, 2 5 (s)
Câu 5: Hai vật có khối lượng m và 2m được nối với nhau bằng một lò xo nhẹ Vật m được
treo vào sợi dây mảnh, không dãn Khi hệ đang ở trạng thái cân bằng thì lò xo dãn
30 cm Tại thời điểm t = , đốt sợi dây nối thì hệ rơi và trục lò xo luôn có phương 0
thẳng đứng Đến thời điểm t=t0 lò xo ở trạng thái không biến dạng lần đầu Lấy
2
g= m s Giá trị t0 gần nhất với giá trị nào sau đây?
Câu 6: Hai vật có khối lượng m và 2m được nối với nhau bằng một lò xo nhẹ Vật m được
treo vào sợi dây mảnh, không dãn Khi hệ đang ở trạng thái cân bằng thì lò xo dãn
30 cm Tại thời điểm t = , đốt sợi dây nối thì hệ rơi và trục lò xo luôn có phương 0
thẳng đứng Đến thời điểm t=t0 lò xo ở trạng thái không biến dạng lần đầu Lấy
2
g= m s Tốc độ của vật m tại thời điểm t=t0 là?
A 357 cm/s B 43 cm/s C 200 cm/s D 57 cm/s
Câu 7: Hai vật m , 1 m có cùng khối lượng 100 g, được nối với nhau bằng một lò xo nhẹ 2
có độ cứng k=100N m/ Hệ hai vật và lò xo được đặt trên một mặt sàn nằm ngang,
trục của lò xo luôn có phương thẳng đứng như hình vẽ Đưa m đến vị trí lò xo bị 1
nén 5cm rồi thả nhẹ Sau một khoảng thời gian thì m rời khỏi mặt sàn và bay lên 2
Lấy g = 10 2
/
m s , 2
10
= Khi m rơi trở lại mặt sàn thì tốc độ của 2 m lúc đó gần 2
nhất với giá trị nào sau đây
Câu 8: (ẩn số) Cho cơ hệ gồm hai vật có khối lượng m1 và
2 2 1
m = m được nối với nhau bằng một lò xo nhẹ có độ cứng
k= N m , khi lò xo không biến dạng chiều dài của lò xo là 30 cm Hệ được đặt trên một
mặt phảng ngang (bỏ qua ma sát giữa các vật và mặt sàn) Tại thời điểm ban đầu khi lò xo không biến dạng, tác dụng một vào m2 lực F =7( )N không đổi có phương trùng với trục của lò xo như hình vẽ Khoảng cách cực đại giữa hai vật trong quá trình dao động gần giá trị nào nhất sau đây?