Bài mở đầu vật lý đại cương A1

Vật lý đại cương các nguyên lý vμ ứng dụng, tập I, II, III.. • Tμi liệu học : Vật lý đại cương: Dùng cho khối các trường ĐH kỹ thuật công nghiệp LT&BTTập I : Cơ, nhiệt học... Đối tượng

Bμi giảng Vật lý đại cương

Tác giả: PGS TS Đỗ Ngọc Uấn

Viện Vật lý kỹ thuật Trường ĐH Bách khoa Hμ nội

Tμi liệu tham khaỏ:

1 Physics Classical and modern

Frederick J Keller, W Edward Gettys, Malcolm J Skove

McGraw-Hill, Inc International Edition 1993.

2 R P Feymann

Lectures on introductory Physics

3 I V Savelyev

Physics A general course, Mir Publishers 1981

4 Vật lý đại cương các nguyên lý vμ ứng dụng,

tập I, II, III Do Trần ngọc Hợi chủ biên

C¸c trang Web cã liªn quan:

• Tμi liệu học : Vật lý đại cương: Dùng cho khối các trường ĐH kỹ thuật công nghiệp (LT&BT)

Tập I : Cơ, nhiệt học Tập II: Điện, Từ, Dao

động & sóng Tập III : Quang, Lượng tử, VL

Hoμn chỉnh bμi nμy mới được lμm tiếp bμi sau Cuối cùng phải bảo vệ TN

 Nếu SV không qua được TN , không được dự thi

• Thi: 15 câu trắc nghiệm (máy tính chấm) + 2 câu tự luận, rọc phách (thầy ngẫu nhiên chấm)

Mỗi người 1 đề Điểm thi hs 0,7

• Điểm quá trình hệ số 0,3

• Thí nghiệm: Đọc tμi liệu TN trước , kiểm tra

xong mới được vμo phòng TN, Sau khi đo được

số liệu phải trình thầy vμ được thầy chấp nhận.

• Lμm đợt 1: Từ tuần ẫ

• Tμi liệu: Liên hệ BM VLDC tầng 2 nhμ D3

1 Đối tượng vμ phương pháp vật lý học

• Nghiên cứu các dạng vận động của thế giới

vật chất, thế giới tự nhiên

• Ăng-ghen: vận động bao gồm mọi biến đổi

xảy ra trong vũ trụ từ dịch chuyển đơn giản đến tư duy

• Vật lý học lμ môn khoa học tự nhiên nghiên cứu các dạng vận động tổng quát nhất của thế giới vật chất: những đặc trưng tổng quát, các

quy luật tổng quát về cấu tạo vμ vận động của vật chất

CÊu t¹o vËt chÊt:

Vi m«: ph©n tö, nguyªn tö ~ 10-10m

§iÖn tö me=9,1.10-31kg, -e=-1,6.10-19C

4 Giải thích bằng giả thuyết.

5 Hệ thống các giả thuyết ->Thuyết vật lý

6 ứng dụng vμo thực tiễn

==> Phương pháp qui nạp

Phương pháp diễn dịch: các tiên đề ->mô

hình->định lý, lý thuyết-> So sánh với kết

quả thực nghiệm.

Mục đích học Vật lý:

- Kiến thức cơ bản cho SV để học các môn khác

- T− duy, suy luận khoa học

- Xây dựng thế giới quan khoa học

x

y

z

θ ϕ

0

i

rk

r j r

r i

r

r x r y r z r

r = + +

2 z

2 y

2

r

Các phép tính đại l−ợng véc tơ: Hoμn toμn nh− trong giải tích véc tơ vμ đại số

+

= +

Tích có hướng

b

x

r r

c - ) c a (

b )

c

b x x(

r r r

r r

r r

α

Các phép đạo hμm, vi phân, tích phân đối với

các đại lượng biến thiên

) t ( ϕ

= ϕ

Đại lượng vô hướng biến thiên theo thời

gian:

t

lim t

) t (

Qui tắc tam diện thuận

Đại l−ợng véc tơ biến thiên theo thời gian

) t ( F

dt

F

d )

t ( '

k dt

dF j

dt

dF i

dt

dF dt

F

d r x r y r z r

+ +

=

Đơn vị, thứ nguyên của các đại l−ợng vật

lý: Qui định 1 đại l−ợng cùng loại lμm đơn

vị đo: Hệ SI (system international)

Nhiệt độ tuyệt đối T Kenvin (K)

Đơn vị phụ: Góc phẳng α rad

Góc khối Ω steradian(sr)

Thứ nguyên: Qui luật nêu lên sự phụ thuộc

đơn vị đo đại l−ợng đó vμo các đơn vị cơ

bản

s q

k p

z i

m l

mol T

Z I

t M

L

2s

m

kg N

a m

N=L1 M1t-2.( )0lực

phép đo trực tiếp các đại l−ợng

liên quan trong các hμm với đại

l−ợng cần đo.

Kết quả đo bao giờ cũng có sai số :

Sai số hệ thống: Luôn sai về một phía > chỉnh dụng cụ đo

Sai số ngẫu nhiên: Mỗi lần đo sai số

khác nhau > đo nhiều lần

Sai số dụng cụ: Độ chính xác của dụng

cụ giới hạn

Sai số thô đại: Do người đo > Nhiềungười đo, loại các giá trị quá lệch

4.1.Cách xác định sai số của phép đo trực tiếp

a1 ,a2, a3, an lμ các giá trị đo trong n lần

= Δ

+

1 i

i n

1 i

i n

1 i

n

1 a

a n

1 a

n

1 a

a a

0

a n

1 n

1 i

i n

i

a n

1 a

a

Sai số tuyệt đối của mỗi lần đo: Δ ai = | a ư ai |

i

a n

1

a | a ư a | ≤ Δ a

a a

a

| a a

i ≈ ⇒ ≈Δ

∑

=

Sai số tuyệt đối của phép đo : Δa = Δa + Δa dc

dca

Δ lμ sai số dụng cụ.

Sai số tương đối của phép đo : %

a

a

Δ

=δ

Ví dụ: Đo đường kính trụ Lần đo D(mm) ΔDi(mm)

0 D

48 , 21

D = Δ =

Trung bình

mm1

,0

Ddc =

Δ

Sai số dụng cụ của thước

Sai số tuyệt đối của phép đo :

ΔD= 0,064+0,1=0,164mm ≈ 0,16mm

16,

048

,21(

DD

0 00745

,

0 48

, 21

16 ,

0

% D

Giá trị trung bình của của đại l−ợng cần

đo phải viết qui tròn đến chữ số có nghĩacùng bậc thập phân với chữ số có nghĩacuối cùng của giá trị sai số đã qui tròn

0,00745 ==> 0,0075 = 0,75%

vμ 0,0005 < 0,00745/10

mm )

16 ,

0 48

, 21 (

D D

Đối với các điện trở mẫu vμ điện dung mẫu:

Δadc= δ.a

Cách xác định sai số của dụng cụ đo điện:

a lμ giá trị đo đ−ợc trên dụng cụ, δ- cấp

chính xác của thang đo lớn nhất đang đ−ợc

sử dụng

Δadc= δ amax

Hộp điện trở mẫu 0ữ9999,9Ω

có δ=0,2 đối với thang 1000 Ω;

Giá trị đo đ−ợc a=820,0 Ω

n-phụ thuộc vμo thang đo vμ dụng cụ do nhμ sản xuất qui định.

Đồng hồ 2000digit DT890 có δ=0,5; n=1cho dòng 1 chiều; Umax=19.99V;

4.2 Cách xác định sai số của phép đo giántiếp: F=F(x,y,z)

F- đại l−ợng đo gián tiếp; x,y,z- đo trực

tiếp

dz z

F dy

y

F dx

x

F dF

∂

∂ +

∂

∂ +

F

| y

| y

F

| x

| x

Δ

∂

∂ +

Δ

∂

∂

= Δ

z z

F y

y

F x

Δ

∂

∂ +

Δ

∂

∂

= Δ

⇒

Cách xác định sai số tương đối của phép

đo gián tiếp: F=F(x,y,z)

, y , x ,

Ví dụ: ln F ln x ln(x y)

yx

y )

y x

( x

x y

F

F

+

Δ +

dy )

y x

( x

ydx y

x

) y x

(

d x

dx F

dF

+

ư +

= +

+

ư

=

Sai số của các đại lượng cho trước lấy

bằng 1 đơn vị của số có nghĩa cuối cùng.Sai số của các hằng số π, g lấy đến nhỏhơn 1/10 sai số tương đối của F

4.3 Biểu diễn kết quả bằng đồ thị: y=f(x)

dU R

dR = −

I

I U

U R

R = Δ + Δ

Δ

→

lnR=lnU-lnI

Đ−a đồ thị về dạng tuyến tính: y= ax+bPhụ thuộc giữa nhiệt dung của kim loại vμo nhiệt độ ở nhiệt độ thấp:

C/T

T2α

γ

CKL=αT+ γT3

• Bốn bước chiến lược khi giải bμi tập:

1 Không tìm ngay cách tính đáp số cuối cùng Hãy chú ý đến điều kiện đầu bμi.

2 Hãy nghĩ đến các công thức áp dụng vμ điều kiện của nó.

3 Quan sát kĩ hình vẽ, từng phần hình vẽ.

4 Hãy chắc chắn khi áp dụng các công thức.

• Công cụ giải bμi tập:

1 Vẽ vμ suy nghĩ cẩn thận về lực, chọn trục toạ

độ, nghĩ đến các góc.

2 Kiểm tra lại: véc tơ hay thμnh phần, Các yếu

tố góc: Sin hay Cos, âm hay dương