Chuyển động học Chuyển động học là một nhánh của cơ học cổ điển, có mục đích mô tả chuyển động của các vật thể trong khi bỏ qua nguyên nhân dẫn đến các chuyển động đó. Không nên nhầm lẫn chuyển động học với động lực học trong cơ học cổ điển (nghiên cứu mối quan hệ giữa chuyển động của các vật thể và nguyên nhân gây ra các chuyển động đó), vốn đôi khi được chia ra làm động học (nghiên cứu mối quan hệ giữa ngoại lực và chuyển động), và tĩnh học (nghiên cứu các tương quan trong một hệ thống ở mức cân bằng). chuyển động học cũng khác với động lực học trong vật lí hiện đại, vốn được dùng để mô tả thay đổi của một hệ thống theo thời gian. Thuật ngữ "chuyển động học" ngày nay ít được dùng hơn so với trong quá khứ, nhưng nó vẫn có một vai trò nhất định trong vật lí. "Chuyển động học" cũng được dùng trong sinh cơ học và sinh động học. Ứng dụng đơn giản nhất của chuyển động học là chuyển động tịnh tiến hoặc chuyển động tròn của chất điểm. Phức tạp hơn là chuyển động của các vật thể rắn, tập hợp các chất điểm mà khoảng cách giữa chúng là không đổi theo thời gian. Vật thể rắn có thể chuyển động tịnh tiến, chuyển động tròn, hay cả hai cùng một lúc. Phức tạp hơn nữa là chuyển động của một nhóm các vật thể rắn, có thể được liên kết bởi các mối nối cơ học. Một số dạng chuyển động học chất lưu sử dụng một mô hình chuyển động học rất phức tạp, với chất lỏng được nghiên cứu được tượng trưng bởi một nhóm các chất điểm. Tuy nhiên, dòng chất lưu thường được coi là một mô hình cơ học môi trường liên tục hơn là mô hình chuyển động học. Chuyển động Khi dùng một lực để đẩy quả bóng, quả bóng sẽ di chuyển từ vị trí đứng yên đến vị trí mới. Sự di chuyển của trái banh được gọi là chuyển động. Vậy, chuyển động là sự di chuyển của một vật từ vị trí này đến vị trí khác do có một lực tác động. °==Tính chất chuyển động== Chuyển động là sự di chuyển vị trí của một vật từ nơi này đến nơi khác do có một lực tác động. Khi có một vật di chuyển từ vị trí này đến vị trí khác qua một quảng đường dài trong một chu kì thời gian do có một lực tác động. Nếu đường dài di chuyển là s và thời gian di chuyển là t và lực tác động là F vậy Tỉ lệ đường dài trên thời gian cho biết vận tốc di chuyển của vật. v = ds/dt Tỉ lệ vận tốc trên thời gian cho biết gia tốc di chuyển của vật. a = dv/dt Từ hai công thức trên đường dài di chuyển : v = ∫adt = at + C1 = at + v° s = ∫vdt = ∫(at +C1) dt = 1/2 at² + C1t+ C2 = 1/2 at² + tv°+ s° voi v° : van toc ban dau s° : quang duong ban dau Lực tác động làm cho vật di chuyển được định nghỉa là tích của khối lượng vật di chuyển nhân với Gia tốc di chuyển của vật F = m a Khi lực làm cho vật di chuyển Work is done W = F s Work done trong thời gian cho biết năng lượng lực tác động Loại chuyển động Mọi chuyển động di chuyển theo một hướng và có một vận tốc di chuyển. Chuyển động không đổi hướng được gọi là chuyển động đều. Chuyển động có hướng thay đổi liên tục được gọi là chuyển động không đều Chuyển động thẳng đều Chuyển động thẳng đều là một loại chuyển động theo một đường thẳng có hướng không đổi với tốc độ không đổi trên mọi điểm thời gian Trong chuyển động thẳng đều, vận tốc không đổi tại mọi điểm thời gian . Vậy V(t) = v S(t) = v t Chuyển động thẳng biến đổi Chuyển động thẳng biến đổi là một loại chuyển động theo một đường thẳng có hướng không đổi với tốc độ thay đổi theo thời gian Trong chuyển động này, gia tốc được dùng để mô tả chuyển động như sau Gia tốc = Thay đổi vận tốc / Thay đổi thời gian a = Δv / Δt = Khi a = Δv / Δt > 0, là một số dương, chuyển động tăng tốc a = Δv / Δt < 0, là một số âm, chuyển động giảm tốc a = Δv / Δt = 0, bằng không, chuyển động với vận tốc không đổi Từ công thức trên ta thấy Δv = a Δt v = v 1 + a(t − t 1 ) Chuyển động không đều Chuyển động không đều là một loại chuyển động có hướng thay đổi liên tục. Thí dụ như chuyển động xoay tròn, chuyển động sóng, chuyển động của vật rơi tự do. Chuyển động của vật rơi tự do Khi không có lực cản của không khí, mọi vật sẽ rơi theo hướng thẳng đứng xuống đất. Khi không có Lực cản của không khí, mọi vật sẻ rơi theo hướng vòng cong Pa Ra bôn Chuyển động xoay tròn Chuyển động tròn xoay vòng xung quanh một tâm điểm với khoảng cách không đổi Chuyển động sóng Bài chi tiết: Chuyển động sóng Chuyển động sóng trên cộng dây thừng f(t,θ) = ASin(ωt + θ) Từ các thí dụ trên, ta thấy chuyển động không đều có thể phân loại thành hai loại 1. Chuyển động tuần hoàn - chuyển động lặp lại ở một chu kì thời gian. Thí dụ như chuyển động xoay tròn 2. Chuyển động không tuần hoàn - chuyển động không lập lại theo thời gian. Thí dụ như chuyển động của vật rơi tự do Công thức chuyển động Các tính chất của mọi chuyển động với vận tốc V(t) được tính bằng các công thức sau gia tốc Quãng đường s(t) = lực Công Công suất Tính tương đối vận tốc của cùng một chuyển động có thể có những giá trị khác nhau đối với những quan sát viên khác nhau. Do đó, vận tốc có tính tương đối. Ví dụ, một vật chuyển động (có vận tốc khác không) so với vật khác nhưng lại đứng yên (có vận tốc bằng không) so với chính mình. Để đo giá trị của vận tốc, người ta gắn với mỗi quan sát viên nói trên một hệ trục tọa độ để xác định vị trí trong không gian và một đồng hồ để xác định thời gian. Hệ trục tọa độ và đồng hồ được gọi là hệ quy chiếu. Các quan sát viên khác nhau có thể có hệ quy chiếu khác nhau và quan sát thấy các vận tốc khác nhau của cùng một vật thể đang chuyển động. Như vậy, vận tốc của chuyển động phụ thuộc vào hệ quy chiếu tại đó vị trí và thời gian được ghi nhận. Cộng vận tốc trong Cơ học cổ điển Như đã nói ở trên, vận tốc có tính tương đối và, do đó, có thể nhận các giá trị khác nhau đối với các hệ quy chiếu khác nhau. Để "chuyển đổi" vận tốc từ hệ quy chiếu này sang hệ quy chiếu khác, người ta sử dụng phép cộng vận tốc. Trong Cơ học cổ điển, công thức cộng vận tốc đơn giản là phép cộng véctơ được thể hiện như sau: Trong đó: là vận tốc của A đối với B là vận tốc của A đối với C là vận tốc của C đối với B Như vậy, vận tốc của một vật A đối với hệ quy chiếu B bằng vận tốc của A đối với một hệ quy chiếu trung gian C cộng với vận tốc của hệ quy chiếu trung gian đó đối với hệ quy chiếu B. Thuyết tương đối hẹp Trong thuyết tương đối hẹp, vận tốc được mở rộng ra thành vận tốc-4 trong không-thời gian. Nó là đạo hàm theo thời gian của véctơ vị trí-4: với u là véctơ vận tốc trong không gian ba chiều thông thường và i = 1, 2, 3. Chú ý rằng: . Mọi chuyển động di chuyển theo một hướng và có một vận tốc di chuyển. Chuyển động không đổi hướng được gọi là chuyển động đều. Chuyển động có hướng thay đổi liên tục được gọi là chuyển động. lẫn chuyển động học với động lực học trong cơ học cổ điển (nghiên cứu mối quan hệ giữa chuyển động của các vật thể và nguyên nhân gây ra các chuyển động đó), vốn đôi khi được chia ra làm động. trong sinh cơ học và sinh động học. Ứng dụng đơn giản nhất của chuyển động học là chuyển động tịnh tiến hoặc chuyển động tròn của chất điểm. Phức tạp hơn là chuyển động của các vật thể rắn,