Chương ii động lực học chất điểm

Chương  II  Chương  II  2.1 CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON 2.2 CÁC ĐỊNH LÝ VỀ ĐỘNG LƯỢNG 2.3 ỨNG DỤNG PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN CỦA CƠ HỌC ĐỂ KHẢO SÁT CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT 2.4 MOMEN ĐỘNG LƯỢNG 2.5 CHUYỂN ĐỘNG TƯƠNG ĐỐI VÀ NGUYÊN LÝ GALILEO 2.1.1 Lực 2.1.2 Khối lượng 2.1.3 Các định luật Newton 2.1.4 Phương trình học chất điểm 2.1.5 Hệ quy chiếu quán tính không quán tính 2.1 CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON 2.1.1 Lực “Lực đại lượng vật lý đặc trưng cho tương tác vật, làm thay đổi trạng thái chuyển động vật làm vật biến dạng.” • Về mặt học, phân thành hai loại lực * Lực xuất có tiếp cận vật (lực đàn hồi, lực ma sát…) * Lực xuất tiếp cận vật (lực hấp dẫn, lực điện từ…) 2.1 CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON 2.1.1 Lực • Khi vật tương tác xa nhau, ta bảo vật có trường lực vật đặt trường lực vật • Lực biểu diễn vectơ Có thể không đổi thay đổi (theo thời gian, vị trí…) • Trong hệ đơn vị SI, đơn vị cường độ lực Newton ( N ), hệ CGS dyne ( 1N = 10 dyne) 2.1 CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON 2.1.2 Khối lượng “Là đại lượng vật lý đặc trưng cho vật Nó biểu hai đặc tính vật.” * Quán tính chuyển động vật (khối lượng quán tính) * Khả hấp dẫn vật (khối lượng hấp dẫn) • Không có khác biệt khối lượng quán tính khối lượng hấp dẫn ta gọi chung khối lượng vật 2.1 CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON 2.1.3 Các định luật Newton * Định luật Newton I Phát biểu: “Mọi vật giữ nguyên trạng thái đứng yên hay chuyển động thẳng không chịu lực tác dụng, có lực tác dụng vào triệt tiêu.” • Định luật Newton I gọi định luật quán tính, chuyển động thẳng gọi chuyển động quán tính 2.1 CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON 2.1.3 Các định luật Newton * Định luật Newton II “Gia tốc chuyển động chất điểm tỉ lệ với tổng hợp lực tác dụngF tỉ lệ nghịch với khối lượng chất điểm ấy” F a =k m • k: hệ số phụ thuộc vào đơn vị sử dụng Trong hệ SI: k = F = ma 2.1 CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON 2.1.3 Các định luật Newton * Định luật Newton III “Khi vật thứ tác dụng lên vật thứ hai lực F vật thứ hai tác dụng lên vật thứ lực F ' Hai lực F , F t' ồn đồng thời, phương, ngược chiều độ lớn.” F + F' = 2.1 CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON 2.1.3 Các định luật Newton * Định luật Newton lực hấp dẫn’ “Hai chất điểm có khối lượng m m đặt cách khoảng r hút lực có phương đường thẳng nối hai chất điểm đó, có độ lớn tỉ tệ ’ thuận với hai khối lượng m, m tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách r.” M F ' M’ F m.m' r F = F ' = G • Trong hệ SI: G = 6,67.10-11 (Nm2/kg2) r 2.1 CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON 2.1.4 Phương trình học chất điểm • Biểu thức toán học định luật II phương trình động lực học chất điểm • Với định luật I F = ma F =0 →a =0 →v =const • Với định luật II F F ≠ 0→a = ≠0 m 2.1 CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON 2.1.4 Phương trình học chất điểm • Trong chuyển động cong a = a n + at • Do đó, lực tác dụng lên chất điểm F = Fn + Ft Ft = m.at : Gọi lực tiếp tuyến v2 Fn = m : Gọi lực pháp tuyến (lực hướng tâm) R 2.1 CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON 2.1.5 Hệ quy chiếu quán tính không quán tính • Những hệ quy chiếu chuyển động tương tốc độ không đổi gọi hệ quán tính, hệ quán tính có gia tốc • Những hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc gọi hệ không quán tính, hệ không quán tính gia tốc khác hẳn Từ phương trình Newton, ta suy số phát biểu tương đương, định lí động lượng 2.2.1 Thiết lập định lý động lượng 2.2.2 Ý nghĩa động lượng xung lượng 2.2 CÁC ĐỊNH LÝ VỀ ĐỘNG LƯỢNG 2.2.1 Thiết lập định lý động lượng • Động lượng chất điểm P = m.v • Định luật II Newton biểu diễn dạng d v d (m.v) d P F = m.a = m = = dt dt dt dP F = dt 2.2 CÁC ĐỊNH LÝ VỀ ĐỘNG LƯỢNG 2.2.1 Thiết lập định lý động lượng * Định lý “Đạo hàm động lượng chất điểm thời gian có giá trị lực (hay tổng hợp lực) tác dụng lên chất điểm đó.” dP F = dt 2.2 CÁC ĐỊNH LÝ VỀ ĐỘNG LƯỢNG * Ví dụ 2.2.1 • Một vật có khối lượng 10kg chuyển động trục x, vận tốc vật lúc t là: v = t + 9t2 (m/s) Lúc t = 0, vật có hoành độ không a) Tìm cường độ tác dụng lên khối lúc t = 2s b)Tìm độ dời vật khoảng thời gian từ t= 1s đến t = 3s 2.2 CÁC ĐỊNH LÝ VỀ ĐỘNG LƯỢNG * Đáp án a) Cường độ tác dụng lên khối lúc t = 4s C1: a4s = 72(m/s2), ta có: F = m.a = 720 (N) C2: P = mv = 10(2 + 9t2) (kg.m/s) dP F= = 180.t = 720( N ) dt b) Tìm độ dời vật khoảng thời gian từ t= 1s đến t = 3s 3 ∆x = ∫ vdt + x = ∫ (2 + 9t )dt + x = 82(m) 1 BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: Một chất điểm có khối lượng 2kg chuyển động phương x với vận tốc v = 2t2 + t (m/s), thời điểm ban đầu vật có tọa độ x = 0(m) Vị trí cường độ tác dụng lên khối thời điểm t = 3s a) x = 22,5 (m), F = 26 (N) Chúc mừng, bạn làm  đúng rồi b) x = 22,5 (m), F = 24 (N) Rất tiếc, bạn làm  sai rồi c) x = 11,25 (m), F = 26 (N) Rất tiếc, bạn làm  sai rồi d) x = 11,25 (m), F = 12 (N) Rất tiếc, bạn làm  sai rồi 2.2 CÁC ĐỊNH LÝ VỀ ĐỘNG LƯỢNG 2.2.1 Thiết lập định lý động lượng * Định lý “Độ biến thiên động lượng chất điểm khoảng thời gian có giá trị xung lượng lực (hay tổng hợp lực) tác dụng lên chất điểm khoảng thời gian đó.” t2 ∆ P = P2 − P1 = ∫ F dt t2 t1 xung lượng lực khoảng ∫ Fdt th: gờọi igian t1 đến t2 t1 [...]... cơ học chất điểm • Biểu thức toán học của định luật II là phương trình cơ bản của động lực học chất điểm • Với định luật I F = ma F =0 →a =0 →v =const • Với định luật II F F ≠ 0→a = ≠0 m 2.1 CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON 2.1.4 Phương trình cơ bản của cơ học chất điểm • Trong chuyển động cong a = a n + at • Do đó, lực tác dụng lên chất điểm F = Fn + Ft Ft = m.at : Gọi là lực tiếp tuyến v2 Fn = m : Gọi là lực. .. về động lượng 2.2.1 Thiết lập các định lý về động lượng 2.2.2 Ý nghĩa của động lượng và xung lượng 2.2 CÁC ĐỊNH LÝ VỀ ĐỘNG LƯỢNG 2.2.1 Thiết lập các định lý về động lượng • Động lượng của chất điểm là P = m.v • Định luật II Newton được biểu diễn dưới dạng d v d (m.v) d P F = m.a = m = = dt dt dt dP F = dt 2.2 CÁC ĐỊNH LÝ VỀ ĐỘNG LƯỢNG 2.2.1 Thiết lập các định lý về động lượng * Định lý 1 “Đạo hàm động. .. CÁC ĐỊNH LÝ VỀ ĐỘNG LƯỢNG 2.2.1 Thiết lập các định lý về động lượng * Định lý 1 “Đạo hàm động lượng của một chất điểm đối với thời gian có giá trị bằng lực (hay tổng hợp lực) tác dụng lên chất điểm đó.” dP F = dt 2.2 CÁC ĐỊNH LÝ VỀ ĐỘNG LƯỢNG * Ví dụ 2.2.1 • Một vật có khối lượng 10kg chuyển động trên trục x, vận tốc của vật lúc t là: v = t + 9t2 (m/s) Lúc t = 0, vật có hoành độ bằng không a) Tìm cường... ĐỊNH LÝ VỀ ĐỘNG LƯỢNG 2.2.1 Thiết lập các định lý về động lượng * Định lý 2 “Độ biến thiên động lượng của một chất điểm trong một khoảng thời gian nào đó có giá trị bằng xung lượng của lực (hay tổng hợp lực) tác dụng lên chất điểm trong khoảng thời gian đó.” t2 ∆ P = P2 − P1 = ∫ F dt t2 t1 là xung lượng của lực trong khoảng ∫ Fdt th: gờọi igian t1 đến t2 t1 ... tại thời điểm ban đầu vật có tọa độ x = 0(m) Vị trí và cường độ tác dụng lên khối tại thời điểm t = 3s là a) x = 22,5 (m), F = 26 (N) Chúc mừng, bạn làm  đúng rồi b) x = 22,5 (m), F = 24 (N) Rất tiếc, bạn làm  sai rồi c) x = 11,25 (m), F = 26 (N) Rất tiếc, bạn làm  sai rồi d) x = 11,25 (m), F = 12 (N) Rất tiếc, bạn làm  sai rồi 2.2 CÁC ĐỊNH LÝ VỀ ĐỘNG LƯỢNG 2.2.1 Thiết lập các định lý về động lượng... 3s 2.2 CÁC ĐỊNH LÝ VỀ ĐỘNG LƯỢNG * Đáp án a) Cường độ tác dụng lên khối lúc t = 4s C1: a4s = 72(m/s2), ta có: F = m.a = 720 (N) C2: P = mv = 10(2 + 9t2) (kg.m/s) dP F= = 180.t = 720( N ) dt b) Tìm độ dời của vật trong khoảng thời gian từ t= 1s đến t = 3s 3 3 ∆x = ∫ vdt + x 0 = ∫ (2 + 9t )dt + x 0 = 82(m) 2 1 1 BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: Một chất điểm có khối lượng 2kg chuyển động trên phương x với... Ft Ft = m.at : Gọi là lực tiếp tuyến v2 Fn = m : Gọi là lực pháp tuyến (lực hướng tâm) R 2.1 CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON 2.1.5 Hệ quy chiếu quán tính và không quán tính • Những hệ quy chiếu chuyển động tương đối với nhau bởi tốc độ không đổi được gọi là hệ quán tính, trong các hệ quán tính có gia tốc như nhau • Những hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc gọi là hệ không quán tính, trong các hệ không quán tính