một số kinh nghiệm khi giải bài toán cơ học trong hệ quy chiếu quán tính và không quán tính

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Dương Đào Tùng Lời nói đầu Chuyển động là một khái niệm cơ bản trong cơ học. Chuyển động của một vật thể là sự thay đổi vò trí của vật đó so với các vật khác theo thời gian. Để xác đònh vò trí của một vật trong không gian ta cần chọn một vật làm mốc và một hệ trục tọa độ gắn với vật làm mốc nhằm xác đònh các tọa độ của vật đó. Trong trường hợp đã biết rõ qũy đạo thì chỉ cần chọn một điểm làm mốc và một chiều dương trên qũy đạo là đủ. Khi nghiên cứu chuyển động của một vật là cho biết tọa độ của vật đó ở những thời điểm khác nhau. Muốn thế ta phải chọn gốc thời gian, thông thường người ta chọn gốc thời gian là thời điểm vật bắt đầu chuyển động và phải dùng đồng hồ để đo khoảng thời gian trôi qua tính từ gốc thời gian đến thời điểm mà ta quan tâm. Một sự kiện khá hiển nhiên là một vật đứng yên trong hệ quy chiếu này lại có thể chuyển động so với hệ quy chiếu khác. Chẳng hạn, người ngồi trên toa xe lửa đang chuyển động sẽ nói rằng cái ghế anh ta đang đứng yên trong không gian, trong khi một người đứng ở sân ga lại khẳng đònh cái ghế đó đang chuyển động. Từ đó ta thấy rằng, chuyển động của một vật thể được nhận thấy theo cách khác nhau bởi hai người quan sát đang chuyển động tương đối với nhau. Rõ ràng chuyển động hay đứng yên chỉ có tính chất tương đối tùy theo hệ quy chiếu mà ta chọn. Vì vậy, đối với việc giải một bài toán cơ học, chọn hệ quy chiếu là công việc quan trọng đầu tiên. Khi chúng ta chọn hệ quy chiếu thích hợp giúp cho việc giải bài toán trở nên đơn giản hơn rất nhiều. Nhưng cơ học không phải là một môn học dễ, do đó với những kiến thức đã có chúng tôi gặp phải không ít khó khăn trong việc vận dụng nó vào các bài toán cơ học hay giải thích các hiện tượng vật lý trong đời sống, trong tự nhiên. Bên cạnh đó, việc cải cách nội dung chương trình bộ môn Vật lý ở cấp phổ thông trung học đã đưa thêm một số kiến thức mới về cơ học nói chung, đặc biệt về hệ quy chiếu không quán tính và lực quán tính nói riêng. Những vấn đề này chưa đề cập trong sách giáo khoa phổ thông mà chỉ nói đến ở chương trình các lớp chuyên Lý và Đại học. Đứng trước những băn khoăn ấy, được sự hướng dẫn của thầy Dương Đào Tùng, tôi quyết đònh nghiên cứu về đề tài “Một số kinh nghiệm khi giải bài toán cơ học trong hệ quy chiếu quán tính và không quán tính”. Hy vọng rằng, qua đó tôi sẽ nắm được sâu sắc và kỹ càng hơn những kiến thức về cơ học, mà trong đó đặc biệt là hệ quy chiếu quán tính và không quán tính. Đây là những kiến thức quan trọng khi nói đến chuyển động cơ học, mà chúng sắp được triển khai đại trà vào sách giáo khoa phổ thông. Vì thế, tôi mong rằng: luận văn này sẽ như một tài liệu tham khảo, giúp các bạn sinh viên khoa Vậy lý bổ sung một số kiến thức cần thiết phục vụ cho việc giảng dạy sau này. SVTH: Nguyễn Xuân Thònh Trang 1 Luận văn tốt nghiệp GVHD:Dương Đào Tùng PHẦN I CƠ SỞ LÝ THUYẾT A. HỆ QUY CHIẾU QUÁN TÍNH I. KHÁI NIỆM HỆ QUY CHIẾU QUÁN TÍNH: Ý nghóa của đònh luật I Newton là ở chỗ nó đònh nghóa một loại hệ quy chiếu, trong đó các đònh luật của Newton áp dụng được. Do đó, đònh luật I Newton có thể phát biểu như sau: “Nếu hợp các lực tác dụng lên vật bằng không (0) thì có thể tìm được các hệ quy chiếu, trong đó vật này không có gia tốc”. “Tồn tại những hệ quy chiếu mà đối với chúng, một vật sẽ bảo toàn vận tốc của mình, nếu không chòu tác dụng của vật khác, hoặc tác dụng của vật khác bù trừ lẫn nhau”. Những hệ quy chiếu trong đó đònh luật I Newton được nghiệm đúng gọi là hệ quy chiếu quán tính hay hệ quy chiếu Galilée. Và nếu đã tồn tại một hệ quy chiếu quán tính thì sẽ tồn tại vô số hệ quy chiếu quán tính khác, đó là những hệ quy chiếu chuyển động thẳng đều đối với một hệ quy chiếu quán tính mà ta đã xác đònh được. Theo cách đònh nghóa này thì đònh luật I Newton là tiêu chuẩn xác đònh một hệ quy chiếu là hệ quán tính hay không quán tính. * Vấn đề đặt ra là trong thực tế người ta xem những hệ quy chiếu nào là hệ quy chiếu quán tính: Khi chưa có cách xác đònh một hệ quy chiếu theo nghóa tuyệt đối người ta quy ước chọn một số hệ quy chiếu mà ta có thể xem gần đúng là hệ quy chiếu quán tính. - Khi khảo sát chuyển động của các vật trên mặt đất hoặc ở lân cận mặt đất xảy ra trong một khoảng thời gian ngắn và trong khoảng không gian hẹp, người ta chọn hệ quy chiếu gắn với mặt đất hoặc chuyển động thẳng đều so với mặt đất là hệ quy chiếu quán tính. Hệ quy chiếu này thường được sử dụng trong việc giải đa số các bài toán cơ học. - Hệ quy chiếu đòa tâm: xem hệ quy chiếu gắn với tâm trái đất là hệ quy chiếu quán tính. Hệ quy chiếu này được dùng trong việc khảo sát chuyển động của các vệ tinh nhân tạo, mặt trăng, các con tàu vũ trụ bay quanh trái đất. - Hệ quy chiếu Copernic (hệ Nhật tâm): khi nghiên cứu phạm vi rộng như chuyển động của các hành tinh, Newton chọn hệ quy chiếu lấy gốc ở tâm mặt trời và có ba trục tọa độ hướng về ba ngôi sao cố đònh ở rất xa mặt trời. Hệ quy chiếu gắn với tâm mặt trời là hoàn toàn thích hợp để đònh luật quán tính được nghiệm đúng với độ chính xác cao trong các hiện tượng cơ học mà ta nghiên cứu. SVTH: Nguyễn Xuân Thònh Trang 2 Luận văn tốt nghiệp GVHD:Dương Đào Tùng Các hệ quy chiếu trên thực ra không hẳn là hệ quy chiếu quán tính, chúng ta sẽ xét kỹ hơn ở phần III. II. NGUYÊN LÝ TƯƠNG ĐỐI GALILÉE: Theo đònh luật thứ nhất của Newton, ta thấy rằng căn cứ vào chuyển động tự do của các chất điểm thì không thể phân biệt được hệ quy chiếu quán tính này với hệ quy chiếu quán tính khác. Nói khác đi không có một hiện tượng vật lý hay hiện tượng tự nhiên nào có thể giúp ta phân biệt được hệ quy chiếu quán tính với nhau. Đó là nội dung của nguyên lý tương đối Galilee’: “Mọi hiện tượng cơ học xảy ra giống hệt nhau trong các hệ quy chiếu quán tính, nếu các điều kiện ban đầu giống nhau”. Còn nếu các điều kiện ban đầu khác nhau. Thì dó nhiên hiện tượng có những nét khác nhau. Thí dụ, người ở trong toa tàu chuyển động thẳng đều đối với Trái Đất sẽ thấy hòn bi rơi thẳng đứng nhưng người đứng ở bên đường sẽ thấy hòn bi rơi theo qũy đạo parabol. Đó là vì các điều kiện ban đầu khác nhau: đối với toa tàu hòn bi không có vận tốc ban đầu, nhưng đối với Trái Đất nó có vận tốc ban đầu bằng vận tốc của toa tàu. Điều này chứng tỏ rằng: dù cho quan điểm của những người quan sát, nghiên cứu hiện tượng trong hai hệ quy chiếu quán tính là hoàn toàn bình đẳng nhau nhưng các kết luận của họ về một sự kiện là khác nhau. Nhưng các kết luận trên đều đúng. Nguyên lý tương đối cho phép chọn một hệ quy chiếu quán tính bất kỳ khi nghiên cứu một hiện tượng cơ học: “Mọi hệ quy chiếu quán tính là bình đẳng như nhau, không có hệ nào ưu tiên hơn hệ khác”. Nhưng không được đưa ra các kết luận chung, đúng vô điều kiện như người ta nói một cách tuyệt đối về vò trí trong không gian và về tốc độ chuyển động. Các khái niệm về vò trí không gian và tốc độ của chuyển động đều là tương đối. Khi nói về các khái niệm tương đối như thế thì cần phải chỉ rõ chúng được xét trong hệ quy chiếu quán tính nào. Việc không có một quan điểm đúng duy nhất về chuyển động dẫn đến ta thừa nhận tính tương đối của không gian. III. MỘT SỐ CÔNG THỨC ĐỘNG HỌC-ĐỘNG LỰC HỌC-CÁC ĐỊNH LUẬT NĂNG LƯNG TRONG HỆ QUY CHIẾU QUÁN TÍNH: 1. Công thức động học chất chất điểm: 1.1. Phương trình chuyển động và phương trình qũy đạo - Dạng vectơ: )(trr = a. Phương trình chuyển động - Trong hệ tọa độ Descartes:      = = = )( )( )( tzz tyy txx - Trong hệ tọa độ cầu: SVTH: Nguyễn Xuân Thònh Trang 3 o z z e y x θ ϕ r e ϕ e θ e y z x ο r M , M Toạ độ cầu Luận văn tốt nghiệp GVHD:Dương Đào Tùng      = = = )( )( )( t t trr ϕϕ θθ b. Phương trình qũy đạo: Khử t từ các phương trình trên ta sẽ được phương trình biểu thò quan hệ giữa các tọa độ x, y, z hoặc r, θ , ϕ của chất điểm chuyển động. 1.2. Vận tốc a. Vận tốc trung bình t r t s V tb ∆ ∆ = ∆ ∆ = zyx tb e t z e t y e t x V ∆ ∆ + ∆ ∆ + ∆ ∆ = Tốc độ trung bình: t s v ∆ ∆ = b. Vận tốc tức thời zyx t e dt d e dt dy e dt dx dt rd dt r V ++== ∆ = →∆ 0 lim zzyyxx eVeVeVV ++= Độ lớn: 222222 °°° ++=++= zyxVVVV zyx 1.3. Gia tốc a. Gia tốc trung bình t V t VV a tb ∆ ∆ = ∆ − = 12 b. Gia tốc tức thời 2 2 0 lim dt rd dt vd t v a t == ∆ ∆ = →∆ zzyyxxz z y y x x eaeaeae dt dv e dt dv e dt dv a ++=++= Độ lớn: SVTH: Nguyễn Xuân Thònh Trang 4 Luận văn tốt nghiệp GVHD:Dương Đào Tùng 2 2 2 2 2 2 2 2 2 222         +         +         =++= dt zd dt yd dt xd aaaa zyx Có thể phân tích a thành 2 thành phần (trong chuyển động cong): - Gia tốc tiếp tuyến: τ τ . dt dv a = - Gia tốc pháp tuyến: n R V a n 2 = (R: bán kính cong qũy đạo) n aaa += τ Về độ lớn: 2 2 2 22         +       =+= R V dt dv aaa n τ Gia tốc tiếp tuyến đặc trưng cho sự thay đổi độ lớn của vận tốc theo phương qũy đạo. Gia tốc pháp tuyến đặc trưng cho sự thay đổi phương của vận tốc, nó bao giờ cũng hùng về phía lõm của qũy đạo. 2. Công thức động học chất điểm: 2.1. Các đònh luật Newton a. Đònh luật I “Nếu không chòu tác dụng của lực nào hoặc nếu chòu tác dụng của các lực cân bằng nhau, một vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động, thẳng đều”. Đònh luật 1 Newton bao gồm những nội dung sau: - Khẳng đònh lực không phải là nguyên nhân của chuyển động mà là nguyên nhân của biến đổi chuyển động, tức là của gia tốc. - Nhờ tin vào đònh luật I mà Galilee’ và Newton đã phát hiện ra ma sát cản trở chuyển động của mọi vật. - Phát hiện ra quán tính của mọi vật. - Phát hiện ra hệ quy chiếu quán tính hoặc không quán tính. Tuy thí nghiệm lòch sử của Galilée thuộc loại thí nghiệm tưởng tượng và đònh luật I Newton vẫn là đònh luật lý tưởng hóa. Cho mãi đến ngày nay, bằng kỹ thuật tạo ra “đệm không khí” người ta gần như loại bỏ được ma sát và do đó mới tạo ra được thí nghiệm kiểm chứng một phần của đònh luật I Newton (trường hợp vật chòu các lực cân bằng) và người ta cũng đã chế tạo được các con tàu vũ trụ, như tàu Voyager được phóng năm 1977 bay về phía sao Hải Vương. Trong khoảng không gian vũ trụ cách xa SVTH: Nguyễn Xuân Thònh Trang 5 Luận văn tốt nghiệp GVHD:Dương Đào Tùng các vì sao, các con tàu vũ trụ chuyển động thẳng đều đối với hệ quy chiếu gắn với mặt trời mà không cần lực nào để duy trì chuyển động. b. Đònh luật II Trường hợp khối lượng của vật là không đổi: m F A = Dưới dạng tổng quát: ( ) vm dt d dt pd F == Đònh luật II Newton cho ta đònh nghóa của lực: Lực là khối lượng của vật nhân với gia tốc của nó (theo nhà vật lý Richard Feynman). c. Đònh luật III - Nội dung: lực và phản lực có giá trò bằng nhau, cùng chung một giá nhưng hướng ngược chiều nhau. - Ý nghóa: . Đònh luật III Newton không chỉ đúng cho các vật đứng yên mà còn đúng cho cả các vật chuyển động, không chỉ đúng cho loại tương tác tiếp xúc (lực đàn hồi, lực ma sát) mà còn đúng cho loại tương tác từ xa thông qua một trường lực (trọng lực, điện lực, từ lực). . Đònh luật III nói rằng, tác dụng của vật này lên vật khác bao giờ cũng là tác dụng tương hỗ và lực bao giờ cũng xuất hiện từng cặp trực đối, chứ không cân bằng. 2.2. Một vài loại lực trong tự nhiên a. Lực hấp dẫn m 1 12 F 21 F m 2 12 3 12 21 12 r r mmG F −= Về độ lớn: 2 21 r mmG F = ( 2 2 11 /10.68,6 kgNmG − = : hằng số hấp dẫn) b. Trọng lực Trọng lực là lực mà trái đất tác dụng lên vật. Có thể xem gần đúng trọng lực là lực hút của trái đất tác dụng lên vật. gmP .= SVTH: Nguyễn Xuân Thònh Trang 6 r Luận văn tốt nghiệp GVHD:Dương Đào Tùng với 3 r rmG g −= g: gia tốc trọng trường (gia tốc rơi tự do), phụ thuộc vào khoảng cách giữa vật và tâm trái đất. Gia tốc trọng trường trên mặt đất: 2 2 /8,9 . sm R MG g o == Ngoài ra gia tốc trọng trường còn phụ thuộc vào những yếu tố như: vó độ đòa lý, trái đất không đồng tính và quay quanh trục. c. Trọng lượng Quan điểm trước đây về trọng lượng: trọng lượng là lực mà vật tác dụng lên giá đỡ hay dây treo, do nó bò trái đất hút mà không được tự do chuyển động. Trong thực tế, có nhiều trường hợp vật được đặt trong hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc thì dựa vào quan điểm trên khó xác đònh trong lượng của vật. Người ta đã đưa ra quan điểm mới về trọng lượng: “Hợp lực của trọng lực và lực quán tính tác dụng lên một vật gọi là trọng lực biểu kiến của vật”: ).( agmFPP qbk −=+= Lực kế đo trọng lượng biểu kiến của vật: )(. agmP bk −= d. Lực đàn hồi Lực đàn hồi của lò xo xuất hiện ở cả hai đầu của lò xo và tác dụng vào các vật tiếp xúc (hay gắn) với lò xo làm lò xo biến dạng. Khi bò dãn, lực đàn hồi của lò xo hướng vào trong lò xo, còn khi bò nén, lực đàn hồi của lò xo hướng ra ngoài. Theo đònh luật Hooke (trong giới hạn đàn hồi): F đh lk ∆= Trong đó: - k: độ cứng (hệ số đàn hồi) của lò xo. - o lll −=∆ : độ biến dạng (độ dãn hay nén) của lò xo. Đối với dây cao su, dây thép… lực đàn hồi gọi là lực căng. Đối với các mặt tiếp xúc bò biến dạng khi ép vào nhau lực đàn hồi gọi là áp lực hay lực pháp tuyến. e. Lực ma sát - Lực ma sát nghỉ: . Xuất hiện ở mặt tiếp xúc và giữ cho vật đứng yên khi nó bò một lực tác dụng song song với mặt tiếp xúc. . Hướng của nó ngược với hướng của lực tác dụng. . Độ lớn của nó bằng độ lớn của lực tác dụng: F msn = F t (F t : ngoại lực tiếp tuyến) SVTH: Nguyễn Xuân Thònh Trang 7 Luận văn tốt nghiệp GVHD:Dương Đào Tùng . Có độ lớn cực đại: F ms nghỉ cực đại = N o . µ hay F ms nghỉ N o . µ ≤ ( : o µ hệ số ma sát nghỉ) Lực ma sát nghỉ cực đại lớn hơn lực ma sát trượt: F ms nghỉ cực đại ≥ F mst - Lực ma sát trượt: . Xuất hiện ở mặt tiếp xúc của hai vật đang trượt trên nhau. . Có hướng ngược với hướng của vận tốc tương đối của vật này so với vật kia. V mst F' . Độ lớn: F mstrượt N. µ = µ : hệ số ma sát trượt N: độ lớn của áp lực do vật nén lên bề mặt tiếp xúc - Lực ma sát lăn: lực ma sát lăn xuất hiện khi một vật lăn trên một vật khác để cản trở chuyển động lăn. Lực ma sát lăn cũng tỉ lệ với áp lực, nhưng hệ số ma sát lăn nhỏ hơn hệ số ma sát trượt hàng chục lần. f. Lực cản phụ thuộc vận tốc VKF c . 1 −= (với V nhỏ) VVKF c . 2 −= (với V lớn) K 1, K 2 : các hệ số tỉ lệ 3. Các đònh luật năng lượng - Hệ cô lập là hệ không có tác dụng của ngọai lực. Ví dụ: tên lửa chuyển động trong khoảng không gian vũ trụ, xa các hành tinh. - Hệ cô lập cũng là hệ có các ngoại lực tác dụng nhưng các ngoại lực đó cân bằng nhau. Ví dụ: hệ vật chuyển động trên mặt phẳng ngang không có ma sát. - Trường hợp đặc biệt: một hệ lúc bình thường là không cô lập, trong một khoảng thời ngắn t ∆ trong hệ xảy ra va chạm hoặc phân hủy mạnh, sao cho nội lực tương tác giữa các bộ phận của hệ có cường độ rất lớn vượt trội hẳn các ngoại lực. Trong điều kiện đó trong khoảng thời gian t ∆ có thể coi hệ gần đúng là cô lập và áp dụng được luật bảo toàn động lượng. SVTH: Nguyễn Xuân Thònh Trang 8 V msl F N ms F Luận văn tốt nghiệp GVHD:Dương Đào Tùng 3.1. Đònh luật biến thiên và bảo toàn động lượng - Đònh lý biến thiên động lượng viết dưới dạng: ( ) dtFvdmvmdpd === hay F dt pd = chỉ nghiệm chính xác trong trường hợp F không đổi. Nếu F thay đổi trong quá trình tác dụng thì vẫn có thể áp dụng đònh lý biến thiên động lượng trong điều kiện t ∆ không lớn và F là giá trò trung bình của lực tác dụng. - Đối với hệ cô lập: constvmp == . 3.2. Công cơ học rdFdA .= dzFdyFdxFdA zyx ++= ∫∫∫∫ ++== 2 1 2 1 2 1 2 1 z z z y y y x x x r r dzFdyFdxFdAA Trường hợp F không đổi chuyển dời thẳng: α cos sFsFA == ( α : góc hợp bởi hướng của lực và hướng dòch chuyển) - Công của trọng lực: )( CBBC ZZmgA −= - Công của lực đàn hồi: )( 2 1 2 2 2 1 xxKA −= - Công của lực ma sát: 0 〈−=−= sNKsFA ms 3.3. Động năng-Thế năng-Đònh lý động năng a. Động năng-Đònh lý động năng - Động năng: W đ = 2 . 2 1 vm - Đònh lý động năng: ∆ W đ Avmvm =−= 2 1 2 2 . 2 1 . 2 1 A: tổng công thực hiện của các lực tác dụng lên vật trong quá trình đó. b. Thế năng trọng trường (thế năng hấp dẫn): tại vò trí có độ cao z Wt = m.g.z (nếu chọn gốc thế năng là mặt đất) - Thế năng đàn hồi của lò xo: 2 . 2 1 xKWt = (nếu chọn gốc thế năng ứng với vò trí lò xo không bò biến dạng) SVTH: Nguyễn Xuân Thònh Trang 9 Luận văn tốt nghiệp GVHD:Dương Đào Tùng 3.4. Đònh luật biến thiên và bảo toàn cơ năng Khi nói cơ năng của một vật chuyển động trong trọng trường của trái đất thì đó chính là cơ năng của hệ (vật+trái đất) có giá trò bằng: Động năng của vật+Động năng trái đất+Thế năng tương tác giữa vật và trái đất. Nhưng ở đây động năng của trái đất bằng 0, vì ta đã chọn hệ quy chiếu gắn liền với trái đất và bỏ qua chuyển động quay của trái đất. a. Cơ năng đàn hồi 22 . 2 1 . 2 1 xKVmW += Cơ năng trọng trường zgmVmW 2 1 2 += b. Đònh luật bảo toàn cơ năng Nếu cơ hệ chỉ chòu tác dụng của lực thế hoặc các lực không thế nhưng không sinh công thì cơ năng được bảo toàn: = W W đ + W t = const c. Đònh luật biến thiên cơ năng AW =∆ A: công của các ngoại lực không phải là lực thế 3.5. Đònh luật biến thiên và bảo toàn momen động lượng M dt Ld = với ii i i VmrL Λ= ∑ : momen động lượng của cơ hệ đối với điểm 0 (gốc của i r ). k k k FrM Λ= ∑ . : tổng momen của ngoại lực tác dụng lên cơ hệ đối với điểm 0. Trường hợp hệ cô lập, ngoại lực: 0= ∑ k k F hoặc k r có phương trùng với phương của k F thì 0 = M  0= dt Ld hay constL = momen động lượng của cơ hệ được bảo toàn. SVTH: Nguyễn Xuân Thònh Trang 10 [...]... luật Newton chỉ đúng trong hệ quy chiếu quán tính, tức là hệ quy chiếu cố đònh hay chuyển động thẳng đều đối với nhau Ta không thể áp dụng máy móc đònh luật I và II Newton trong hệ quy chiếu không phải là hệ quy chiếu quán tính Nhưng làm thế nào để biết được một hệ quy chiếu nào đó là hệ quy chiếu quán tính hay không quán tính? Không thể được nếu không dựa vào đònh luật I a Trong một toa tàu đang đứng... chúng và gây ra gia tốc ấy Như vậy trong con tàu chuyển động có gia tốc, các đònh luật Newton không được nghiệm đúng Hệ quy chiếu gắn với con tàu có gia tốc trong trường hợp này là hệ quy chiếu không quán tính Vậy, hệ quy chiếu không quán tính đó là một hệ bất kỳ chuyển động có gia tốc tương đối với hệ quy chiếu quán tính Các đònh luật Newton không nghiệm đúng trong các hệ quy chiếu không quán tính Hệ quy. .. cho cơ hệ rồi giải II ĐỐI VỚI HỆ QUY CHIẾU KHÔNG QUÁN TÍNH Trong thực tế, khi một vật thực hiện một chuyển động phức tạp đối với các hệ quy chiếu không quán tính thì sự mô tả chuyển động đó trong một hệ quán tính sẽ rất phức tạp Mô tả chuyển động đó trong một hệ không quán tính sẽ đơn giản hơn rất nhiều, nhưng lại không thể khảo sát bằng các đònh luật của Newton bởi vì hệ quy chiếu không quán tính không. .. gọi tắt của lực quán tính ly tâm Nó chỉ tồn tại trong hệ quy chiếu quay vì nó không phải là lực thực gây ra bởi sự tương tác giữa các vật III CÔNG THỨC ĐỘNG LỰC HỌC-CÁC ĐỊNH LUẬT NĂNG LƯNG TRONG HỆ QUY CHIẾU KHÔNG QUÁN TÍNH 1 Công thức động lực học trong hệ quy chiếu không quán tính Giả sử ta đã biết quy luật chuyển động của hệ quy chiếu không quán tính R đối với hệ quy chiếu quán tính Rqt Ta hãy xác... Trong hệ quy chiếu không quán tính, độ biến thiên động lượng của một cơ hệ trong một khoảng thời gian bằng xung lượng của các ngoại lực và các lực quán tính tác dụng lên hệ trong khoảng thời gian đó” - Đònh luật biến thiên cơ năng: “ Trong hệ quy chiếu không quán tính, độ biến thiên cơ năng của cơ hệ trong một khoảng thời gian bằng công của các lực khác không phải là lực thế và công của lực quán tính. .. chiếu quán tính Ở phần sau, chúng ta sẽ xét một vài bài toán cụ thể 2 Phương pháp động lực học Một số bước tương tự như trong hệ quy chiếu quán tính nhưng phương trình động lực học trong hệ quy chiếu không quán tính ngoài sự có mặt của các lực tương tác, còn phải kể thêm lực quán tính F q khi xác đònh tổng lực m.a = F + F q Trong đó: a : gia tốc của chất điểm trong hệ quy chiếu không quán tính F :... KHÔNG QUÁN TÍNH A TÓM TẮT PHƯƠNG PHÁP GIẢI Để giải bài toán cơ học một cách có hệ thống, chính xác ta thường tiến hành một số bước sau: - Phân tích dạng bài toán - Xác đònh các thông số của bài toán (thông số đã biết, thông số cần tìm) - Lựa chọn hệ quy chiếu thích hợp - Lựa chọn phương pháp giải - Tiến hành giải tìm ra kết quả Trong đó, việc quan trọng là nhất thiết phải xác đònh hệ quy chiếu Hệ quy chiếu. .. trường quán tính Einstein lý luận rằng: mọi người quan sát quán tính hay không quán tính đều có khả năng tìm ra các đònh luật vật lý Nếu điều đó không đúng thì rõ ràng chúng ta đã không thể tìm ra đònh luật vật lý nào hết vì quả đất của ta là hệ quy chiếu không quán tính Nghóa là khẳng đònh giữa hệ quy chiếu quán tính và hệ quy chiếu không quán tính có mối quan hệ với nhau Ở đây, ta chỉ xét trong cơ học. .. Cho nên, lực quán tính là lực xuất hiện do tính chất không quán tính của hệ quy chiếu chứ không do tương tác giữa các vật nên nó không tuân theo đònh luật III Newton, tức là không có phản lực tương ứng Tuy nhiên, nếu thêm lực quán tính thì đònh luật II Newton mới áp dụng được cho các hệ quy chiếu không quán tính và việc giải thích nhiều hiện tượng vật lý cũng như giải một số bài toán cơ học trở nên... lực quán tính kéo theo Fic : lực quán tính coriolis  Đònh lý về động năng trong hệ quy chiếu không quán tính R Đònh lý về động năng cũng áp dụng trong hệ R nếu đưa thêm vào công của lực quán tính: ∆ Wđ = A( F ) + A( Fie ) Trong hệ R, công của lực quán tính coriolis bằng 0 A( Fic ) = 0  Thế năng của lực quán tính ly tâm: hệ quy chiếu không quán tính R quay với vận tốc w không đổi xung quanh một trục . LƯNG TRONG HỆ QUY CHIẾU KHÔNG QUÁN TÍNH 1. Công thức động lực học trong hệ quy chiếu không quán tính Giả sử ta đã biết quy luật chuyển động của hệ quy chiếu không quán tính R đối với hệ quy chiếu. đònh một hệ quy chiếu là hệ quán tính hay không quán tính. * Vấn đề đặt ra là trong thực tế người ta xem những hệ quy chiếu nào là hệ quy chiếu quán tính: Khi chưa có cách xác đònh một hệ quy chiếu. lẫn nhau”. Những hệ quy chiếu trong đó đònh luật I Newton được nghiệm đúng gọi là hệ quy chiếu quán tính hay hệ quy chiếu Galilée. Và nếu đã tồn tại một hệ quy chiếu quán tính thì sẽ tồn tại vô số hệ quy chiếu