Bài giảng vật lý a1 chương 3

CHƯƠNG III CÔNG VÀ NĂNG LƯỢNG §1 CÔNG VÀ CÔNG SUẤT 1.Công a Trường hợp lực không đổi Giả sử vật chịu tác dụng lực F không đổi điểm đặt lực di chuyển theo đoạn thẳng MM’ = s (hình 3-1) Theo định nghĩa, công A lực thực đoạn chuyển dời MM’ đại lượng xác định tích sau đây:  A = F.s.cos (3-1), Trong  góc tạo F ;s  nên viết: A  F s 3   Nhận xét:Công đại lượng vô hướng dương âm *A > *A < *A = π π α π2 α α , đó̀ A công phát động , ̀ A công cản , lực vuông góc với phương dịch chuyển, b Trường hợp tổng quát Lực làm cho vật chuyển dời đường cong AB trình lực thay đổi phương, chiều độ lớn, ta chia đường cong AB thành đoạn chuyển dời vi phân ds cho đoạn coi thẳng, lực không đổi Công lực thực đoạn chuyển dời vô nhỏ gọi công nguyên tố dA   dA  F ds Toàn bộ công lực thực quãng đường AB:   A   dA   F d s ( AB ) ( AB ) Công suất lực : để đặc trưng cho sức mạnh máy, người ta đưa khái niệm công suất công suất trung bình lực thực khoảng thời gian t : Ptb  ΔA Δt ΔA dA  *công suất tức thời P  Δlim t 0 Δ t dt Giữa công suất, lực, vận tốc có mối liên hệ sau:   dA ds P  F dt dt   F v §2 NĂNG LƯỢNG 1.Năng lượng công Năng lượng đại lượng đặc trưng cho mức độ vận động vật chất Vật lý học khẳng định vật trạng thái xác định có lượng xác định Do nói lượng hàm trạng thái Sự thay đổi lượng vật kết việc trao đổi công vật với bên Người ta chứng minh vật (hoặc hệ vật) thực nhận công (A > 0) lượng vật tăng, vật thực truyền công lên ngoại vật (A < 0) lượng hệ giảm, độ biến thiên lượng hệ W = W2 - W1 công A mà hệ nhận được, tức là: A = W2 - W1 (3-3) Độ biến thiên lượng hệ trình công mà hệ nhận từ bên trình Định luật bảo toàn chuyển hóa lượng Ở ta biết, hệ tương tác với bên lượng hệ thay đổi, hệ không tương tác với bên (hệ cô lập) A = Khi (3-3) cho ta:W2 = W1 = const Định luật:Năng lượng hệ cô lập bảo toàn Hay:Năng lượng không tự nhiên sinh mà không tự nhiên đi, chuyển từ hệ sang hệ khác Từ định luật này, ta suy hệ thực thực công lên vật khác (tức hệ nhận công âm, A < 0) lượng hệ giảm Vì lượng hệ có hạn nên thân hệ thực công Muốn tiếp tục thực công, hệ phải nhận lượng từ nguồn khác để bù vào phần lượng bị giảm trình làm việc Tóm lại, theo định luật bảo toàn chuyển hoá lượng: có hệ thực công mãi mà không nhận thêm lượng từ nguồn bên Một hệ sinh công mãi mà không nhận lượng từ nguồn bên gọi động vĩnh cửu Định luật bảo toàn chuyển hóa lượng khẳng định không tồn động vĩnh cửu §3 ĐỘNG NĂNG 1.Định nghĩa: Động phần ứng với chuyển dời vị trí vật Biểu thức động năng, định lý động Giả sử xét chất điểm khối lượng m chịu tác dụng lực F làm cho di chuyển từ vị trí (1) đến vị trí (2) đường cong (c) (hình 3-3) Công lực F thực trình   là: A   F ds    dv Theo định luật Newton II: F  ma  m dt    dv    A   F ds   m ds   mvdv dt 1 (c) Nếu m không đổi vị trí (1) và (2) chất điểm có vận tốc tương ứng v1, v2 Thực phép tích phân, ta mv22 mv12 A  2 mv22 mv12 A  w d  w d1   2 mv12 Động chất điểm vị trí 1:Wd1  mv22 Động chất điểm vị trí 2: Wd2  Phát biểu định lý về động sau: Độ biến thiến động chất điểm quãng đường đó công ngoại lực tác dụng lên chất điểm quãng đường đó §4 TRƯỜNG LỰC THẾ Định nghĩa Trường lực: Nếu chất điểm chuyển động không gian đó luôn chịu tác dụng lực, thì khoảng không gian đó gọi trường lực Trường hợp tổng quát lực F tác dụng lên chất điểm phụ thuộc vào vị trí chất điểm trường lực Do đó, lực hàm tọa độ và có thể hàm thời gian Trong phạm vi chương trình này, ta xét trường hợp     hàm tọa độ không gian, tức là:F  F  r   F ( x, y, z ) Nếu lực F trường lực tác dụng lên chất điểm di chuyển từ điểm (1) đến điểm (2) trong( 2trường lực thì công lực ) trình đó bằng: A12   F d s (1) Nếu công A12 lực F không phụ thuộc vào dạng quãng đường dịch chuyển mà phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối quãng đường thì người ta nói F(r) lực thế, trường lực F(r) trường lực thế Thế Giả sử chất điểm di chuyển từ điểm (1) sang điểm (2) trường lực thế Khi đó, lực F thực công A12 Ở vị trí (1) có lượng Wt1, vị trí (2) có lượng Wt2 Dạng lượng phụ thuộc vào vị trí chất điểm trường thế và gọi thế Người ta đã chứng minh công A12 liên hệ với thế Wt1, Wt2 theo hệ thức: A12 = Wt1 - Wt2 = - Wt Từ đó có định nghĩa thế năng: Thế Wt chất điểm trường lực thế hàm vị trí chất điểm cho: A12 = Wt1 - Wt2 [...]...Từ đó có định nghĩa thế năng: Thế năng Wt của một chất điểm trong trường lực thế là một hàm của vị trí của chất điểm sao cho: A12 = Wt1 - Wt2 ... vận động vật chất Vật lý học khẳng định vật trạng thái xác định có lượng xác định Do nói lượng hàm trạng thái Sự thay đổi lượng vật kết việc trao đổi công vật với bên Người ta chứng minh vật (hoặc... hệ vật) thực nhận công (A > 0) lượng vật tăng, vật thực truyền công lên ngoại vật (A < 0) lượng hệ giảm, độ biến thiên lượng hệ W = W2 - W1 công A mà hệ nhận được, tức là: A = W2 - W1 (3- 3)... chuyển hóa lượng khẳng định không tồn động vĩnh cửu  3 ĐỘNG NĂNG 1.Định nghĩa: Động phần ứng với chuyển dời vị trí vật Biểu thức động năng, định lý động Giả sử xét chất điểm khối lượng m chịu tác