bài giảng vật lí đại cương chương 4 - cơ năng & trường lực thế

bài giảng vật lí đại cương chương 4 - cơ năng & trường lực thế tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án,...

Chơng IV cơ Năng &trờng lực thế Bi giảng Vật lý đại cơng Tác giả: PGS. TS Đỗ Ngọc Uấn Viện Vật lý kỹ thuật Trờng ĐH Bách khoa H nội 1. Công v công suất 1.1. Định nghĩa: = cos'.MM.FA = cos.s.FA s.FA r r = cos > 0 Lực phát động cos < 0 Lực cản M M F r s sd.FdA r r = sd.FA DC r r ( = M M sd r F r C D Lựcsinhcôngkhi điểm đặt của nó chuyển dời 1.2. Công suất Trong khoảng thời gian t lực sinh công A công suất trung bình: t A P = Công suất tức thời dt dA t A limP 0t = = Công suất có giá trị = đạo hmcủacôngtheo thời gian sd.FdA r r = v.F dt sd FP r r r r == Công suất bằng tích vô hớng của lực tác dụng với véc tơ vận tốc của chuyển dời v.FP r r = 2. Năng lợng Mộtvậtởtrạng tháixácđịnhcónănglợng xác định. Năng lợng l hm của trạng thái. Hệ thực hiện một công năng lợng thay đổi: W2 - W1 = A Độ biến thiên năng lợng của một hệ trong một quá trình = công m hệ nhận đợc trong qtrình đó A>0 hệ nhận công; A<0 hệ sinh công Nếu A=0, năng lợng hệ không đổi: W 2 = W 1 = const ĐL bảo tonnănglợng: Năng lợngcủahệcô lập đợc bảo ton Công l hm của quá trình; Hệ sinh công năng lợng giảm -> không thể sinh công mãi mãi m không nhận năng lợng từ bên ngoi. 3. Động năng: Phần năng lợng ứng với chuyển động của vật = )2( )1( sd.FA r r M M sd r F r 1 2 dt vd mamF r r r == = )2( )1( sd. dt vd m r r 2 mv 2 mv ) 2 vm (dvdvmA 2 1 2 2 )2( )1( 2 )2( )1( 2,1 === r rr 2 mv 2 2 = W đ2 2 mv 2 1 = W đ1 3.1. Định lý về động năng W đ2 > W đ1 => Lực phát động sinh công W đ2 < W đ1 => Lực cản 2 mv 2 = W đ Độ biến thiên động năng của chất điểm trong quãng đờng no đó có giá trị bằng công của ngoại lựctác dụng lên chất điểm trong quãng đờng đó A 12 =W đ2 -W đ1 Động năng vật rắn lăn không trợt = Động năng chuyển động tịnh tiến + Động năng chuyển động quay: 2 I 2 mv 22 += W đ Thay v 1 ’=v 2 +v 2 ’-v 1 cã 2 'vm 2 'vm 2 vm 2 vm 2 22 2 11 2 22 2 11 +=+ 4. Va ch¹m xuyªn t©m 11 v,m r 22 v,m r HÖ c« lËp >>§Þnh luËt b¶o toμn ®éng l−îng 'vm'vmvmvm 22112211 + = + Va ch¹m ®μn håi §Þnh luËt b¶o toμn ®éng n¨ng: 21 22121 ' 1 mm vm2v)mm( v + + − = C¸c tr−êng hîp riªng: m 1 = m 2 => v 1 ’=v 2 vμ v 2 ’=v 1 ; m 1 << m 2 => v 1 ’ ≈ -v 1 vμ v 2 ’ ≈ v 2 21 11212 ' 2 mm vm2v)mm( v + + − = Va ch¹m mÒm: Sau va ch¹m hai vËt dÝnh vμo nhau VËntècchungsauva ch¹m: 21 2211 mm vmvm v + + = 2 v)mm( 2 vm 2 vm |W| 2 21 2 22 2 11 + −+=Δ d C¬ n¨ng kh«ng b¶o toμnv×to¶nhiÖt, thμnh n¨ng l−îngliªnkÕt, g©ybiÕn d¹ng v.v §éng n¨ng gi¶m: 2 21 21 21 d )vv( )mm(2 mm W − + =Δ [...]... nhng hiệu thế năng giữa 2 điểm xác định r r Giữa trờng lực thế v thế năng: Fd s = 0 Thế năng l dạng năng lợng đặc trng cho tơng tác 7.Định luật bảo ton cơ năng trong trờng lực thế 7.1 .Cơ năng: Chất điểm chuyển động trong trờng lực thế Cơ năng: W=Wđ + Wt 7.2.Định luật: AMN=Wt(M )- Wt(N) AMN=Wđ(N )- Wđ(M) => Wđ(M) + Wt(M)= Wt(N) + Wđ(N) => W=Wđ + Wt = const Chất điểm chuyển động trong trờng lực thế m không... =>Trờng lực thế Hệ quả Mm )+C Wt = ( G r Wt()=0 Thế năng của chất điểm trong trờng hấp dẫn đợc định nghĩa sai khác một hằng số cộng, nhng hiệu thế năng giữa 2 điểm hon ton xác định 2 .4 Bảo ton cơ năng của chất điểm trong trờng hấp dẫn W = Wđ + Wt mv 2 Mm W= + ( G ) = const r 2 C=0 r tăng => thế năng tăng, động năng giảm 4 Chuyển động trong trờng hấp dẫn của trái đất v1-Vận tốc vũ trụ cấp I v2-Vận tốc... mgds cos Dấu - do độ cao giảm dA = mgdz zN A MN = mgdz = mg( z M z N ) zM N r r Pd s = 0 Công của lực hấp dẫn chỉ phụ thuộc vo điểm đầu v điểm cuối của chuyển dời 6 Thế năng Định nghĩa: Thế năng của chất điểm trong trờng lực thế l một hm Wt phụ thuộc vo vị trí của chất điểm sao cho AMN=Wt(M )- Wt(N) Thế năng đợc định nghĩa sai khác một hằng số cộng: Wt(z) = mgz + C Tính chất: Thế năng đợc định... chịu tác dụng của lực no khác thì cơ năng của nó đợc bảo ton Trong trọng trờng đều (gần mặt đất): W=Wđ +mgh = const 7.3 Sơ đồ thế năng Wt(x) xAxD xB xC Wt = Wt(x,y,z) W= mv2/2 + Wt = const Wt(x) W Thế năng của chất điểm W không thể vợt quá cơ x năng của nó Toạ độ của chất điểm nằm trong phạm vi: xA x xB v x xC Tại xD thế năng đạt cực tiểu Chơng V Trờng hấp dẫn 1 Định luật Niutơn về lực hấp dẫn vũ...5 Trờng lực thế 5.1 Định nghĩa trờng lực thế Trờng lực: Tại mọi vị trí trong trờng lực chất điểm đều bị lực tác dụng r r r r F = F( r ) = F( x , y , z ) r r A MN = Fd s M r r ds v r F N MN Nếu công AMN không phụ thuộc vo dạng đờng đi m chỉ phụ thuộc vo điểm đầu v điểm cuối r r r r thì F( r ) l lực của trờng lực thế Fd s = 0 5.2 Ví dụ về trờng lực thế Trọng trờng đều: Gần mặt... > v2 Bắn vật lên từ mặt đất: v1 . nhng hiệu thế năng giữa 2 điểm xác định = 0sdF r r Giữatrờng lực thế v thế năng: Thế năng l dạng năng lợng đặc trng cho tơng tác 7.Định luật bảo toncơnăngtrongtrờng lực thế 7.1 .Cơ năng: Chất. Chơng IV cơ Năng &trờng lực thế Bi giảng Vật lý đại cơng Tác giả: PGS. TS Đỗ Ngọc Uấn Viện Vật lý kỹ thuật Trờng ĐH Bách khoa H nội 1. Công v công suất 1.1. Định nghĩa: = cos'.MM.FA =. động năng W đ2 > W đ1 => Lực phát động sinh công W đ2 < W đ1 => Lực cản 2 mv 2 = W đ Độ biến thiên động năng của chất điểm trong quãng đờng no đó có giá trị bằng công của ngoại lựctác