VẬT LÍ ĐẠI CƯƠNG

H C VI N CÔNG NGH B U CHÍNH VI N THÔNG ===== ( ===== SÁCH H V T LÝ NG D N H C T P IC NG (A1) (Dùng cho sinh viên h đào t o đ i h c t xa) L u hành n i b HÀ N I - 2005 Gi i thi u môn h c GI I THI U MÔN H C GI I THI U CHUNG: Môn V t lý h c môn khoa h c t nhiên nghiên c u d ng v n đ ng t ng quát nh t c a th gi i v t ch t đ n m đ c qui lu t, đ nh lu t b n ch t c a s v n đ ng v t ch t th gi i t nhiên Con ng i hi u bi t nh ng u đ tìm cách chinh ph c th gi i t nhiên b t ph c v ng i V t lý h c nghiên c u d ng v n đ ng sau: X V n đ ng c : s chuy n đ ng t không gian th i gian X V n đ ng nhi t: s nguyên t ng tác c a v t v mô chuy n đ ng t X V n đ ng n t : s chuy n đ ng t n photon ng tác gi a phân t ng tác c a h t mang X V n đ ng nguyên t : s t ng tác x y nguyên t , gi a h t nhân v i electron gi a electron v i X V n đ ng h t nhân: s t gi a nuclêon v i Trong ph n V t lý đ i c đ ng c , nhi t n t ng tác gi a h t bên h t nhân, ng A1 c a ch ng trình s xét d ng v n Do m c đích nghiên c u tính ch t t ng quát nh t c a th gi i v t ch t, nh ng quy lu t t ng quát v c u t o v n đ ng c a v t ch t, đ ng v m t khía c nh có th coi V t lý c s c a nhi u môn khoa h c t nhiên khác nh hoá h c, sinh h c, c h c lý thuy t, s c b n v t li u, n k thu t, k thu t n t -vi n thông, k thu t nhi t… V t lý h c c ng có quan h m t thi t v i tri t h c Th c t ch ng t r ng nh ng phát minh m i, khái ni m, gi thuy t đ nh lu t m i c a v t lý làm phong phú xác thêm quan m c a tri t h c đ ng th i Gi i thi u môn h c làm phong phú h n xác h n tri th c c a ng nhiên vô vô t n i đ i v i th gi i t V t lý h c có tác d ng h t s c to l n cu c cách m ng khoa h c k thu t hi n Nh nh ng thành t u c a V t lý h c, khoa h c k thu t ti n nh ng b c dài trong nhi u l nh v c nh : X Khai thác s d ng ngu n n ng l ng m i: n ng l n ng l ng m t tr i, n ng l ng gió, n ng l ng n c… ng h t nhân, X Nghiên c u ch t o lo i v t li u m i: v t li u siêu d n nhi t đ cao, v t li u vô đ nh hình, v t li u nanô, ch t bán d n m i m ch t h p siêu nh siêu t c đ … X T o c s cho cu c cách m ng v công ngh thông tin s thâm nh p c a vào ngành khoa h c k thu t đ i s ng… M C ÍCH MÔN H C: X Cung c p cho sinh viên nh ng ki n th c c b n v V t lý h c, trình đ đ i X T o c s đ h c t t nghiên c u ngành k thu t c s chuyên ngành, X Góp ph n rèn luy n ph ng pháp suy lu n khoa h c, t logich, ph ng pháp nghiên c u th c nghi m, X Góp ph n xây d ng th gi i quan khoa h c tác phong khoa h c c n thi t cho ng i k s t ng lai PH NG PHÁP NGHIÊN C U MÔN H C: h c t t môn h c này, sinh viên c n l u ý nh ng v n đ sau : 1- Thu th p đ y đ tài li u : ◊ Bài gi ng V t lý đ i c ng Võ inh Châu, V V n Nh n, Bùi Xuân H i, H c vi n Công ngh BCVT, 2005 ◊ Bài t p V t lý đ i c ng Võ inh Châu, V V n Nh n, Bùi Xuân H i, H c vi n Công ngh BCVT, 2005 N u có u ki n, sinh viên nên tham kh o thêm: Gi i thi u môn h c 2X ◊ a CD- ROM gi ng n t V t lý ngh BCVT n hành ◊ V t lý đ i c ng; Bài t p V t lý đ i c ng (t p I, II) L ng Duyên Bình, D Trí Công, Bùi Ng c H Nhà Xu t b n Giáo d c, 2003 ic ng H c vi n Công t m c tiêu, th i h n cho b n thân: t m c m c tiêu t m th i th i h n cho b n thân, c g ng th c hi n chúng Cùng v i l ch h c, l ch h ng d n c a H c vi n c a môn h c c ng nh môn h c khác, sinh viên nên t đ t cho m t k ho ch h c t p cho riêng L ch h c mô t v tu n h c (t h c) m t k h c đánh d u s l ng công vi c c n làm ánh d u ngày sinh viên ph i thi sát h ch, n p lu n, ki m tra, liên h v i gi ng viên X Xây d ng m c tiêu ch ng trình nghiên c u Bi t rõ th i gian nghiên c u m i b t đ u nghiên c u th th c hi n, c đ nh nh ng th i gian hàng tu n Suy ngh v th i l ng th i gian nghiên c u đ “Ti t ki m th i gian” “N u b n m t nhi u gi nghiên c u”, b n nên xem l i k ho ch th i gian c a 3- Nghiên c u n m nh ng ki n th c đ c t lõi: Sinh viên nên đ c qua sách h ng d n h c t p tr c nghiên c u gi ng môn h c tài li u tham kh o khác Nên nh r ng vi c h c thông qua đ c tài li u m t vi c đ n gi n nh t so v i vi c truy c p m ng Internet hay s d ng hình th c h c t p khác Hãy s d ng thói quen s d ng bút đánh d u dòng (highline maker) đ đánh d u đ m c nh ng n i dung, công th c quan tr ng tài li u 4- Tham gia đ y đ bu i h ng d n h c t p: Thông qua bu i h ng d n h c t p này, gi ng viên s giúp sinh viên n m đ c nh ng n i dung t ng th c a môn h c gi i đáp th c m c; đ ng th i sinh viên c ng có th trao đ i, th o lu n c a nh ng sinh viên khác l p Th i gian b trí cho bu i h ng d n không nhi u, đ ng b qua nh ng bu i h ng d n đ c lên k ho ch 5- Ch đ ng liên h v i b n h c gi ng viên: Gi i thi u môn h c Cách đ n gi n nh t tham d di n đàn h c t p m ng Internet H th ng qu n lý h c t p (LMS) cung c p môi tr ng h c t p su t 24 gi /ngày ngày/tu n N u u ki n truy nh p Internet, sinh viên c n ch đ ng s d ng s d ng d ch v b u ph ng th c truy n thông khác (đi n tho i, fax, ) đ trao đ i thông tin h c t p 6- T ghi chép l i nh ng ý chính: N u ch đ c không r t khó cho vi c ghi nh Vi c ghi chép l i m t ho t đ ng tái hi n ki n th c, kinh nghi m cho th y giúp ích r t nhi u cho vi c hình thành thói quen t h c t nghiên c u -Tr l i câu h i ôn t p sau m i ch ng, Cu i m i ch ng, sinh viên c n t tr l i t t c câu h i Hãy c g ng v ch nh ng ý tr l i chính, t ng b c phát tri n thành câu tr l i hoàn thi n i v i t p, sinh viên nên t gi i tr c tham kh o h ng d n, đáp án ng ng i ng n vi c liên h v i b n h c gi ng viên đ nh n đ c s tr giúp Nên nh thói quen đ c ghi chép chìa khoá cho s thành công c a vi c t h c! Ch CH NG - ng - ng h c ch t m NG H C CH T I M 1.1 M C ÍCH, YÊU C U: Sau nghiên c u ch ng 1, yêu c u sinh viên: N m đ c khái ni m đ c tr ng c b n nh chuy n đ ng, h quy chi u, v n t c, gia t c chuy n đ ng th ng chuy n đ ng cong N m đ c khái ni m ph ng trình chuy n đ ng, ph ng trình qu đ o c a ch t m Phân bi t đ c d ng chuy n đ ng v n d ng đ c công th c cho t ng d ng chuy n đ ng 1.2 TÓM T T N I DUNG V trí c a m t ch t m chuy n đ ng đ c xác đ nh b i t a đ c a m t h t a đ , th ng h t a đ Descartes Oxyz, có tr c Ox, Oy, Oz vuông góc nhau, g c O trùng v i h qui chi u Khi ch t m chuy n đ ng, v trí c a thay đ i theo th i gian Ngh a v trí c a ch t m m t hàm c a th i gian: f f r = r (t ) hay x=x(t), y=y(t), z=z(t) V trí c a ch t m đ c xác đ nh b i hoành đ cong s, c ng m t hàm c a th i gian s=s(t) Các hàm nói ph ng trình chuy n đ ng c a ch t m Ph ng trình liên h gi a t a đ không gian c a ch t m ph ng trình qu đ o c a Kh th i gian t ph ng trình chuy n đ ng, ta s thu đ c ph ng trình qu đ o Vect v n t c f v = f f dr ds = dt dt đ c tr ng cho đ nhanh ch m, ph ng chi u c a chuy n đ ng, có chi u trùng v i chi u chuy n đ ng, có đ l n b ng: 3.Vect gia t c f f dv a= dt f f f dr ds = v=v = dt dt đ c tr ng cho s bi n đ i c a véct v n t c theo th i gian Nó g m hai thành ph n: gia t c ti p n gia t c pháp n f Gia t c ti p n a t đ c tr ng cho s thay đ i v đ l n c a vect v n t c, có đ l n: at = dv dt Ch ng - ng h c ch t m f có ph ng ti p n v i qu đ o, có chi u chi u v i véct v n t c v f n u chuy n đ ng nhanh d n, ng c chi u v i v n u chuy n đ ng ch m d n f f Gia t c pháp n a n (vuông góc v i a t ) đ c tr ng cho s bi n đ i v ph ng c a vect v n t c, có đ l n an = v , R f có ph ng vuông góc v i qu đ o (vuông góc v i a t ), h c a qu đ o Nh v y gia t c t ng h p b ng: ng v tâm f f f a = an + at N u xét h t a đ Descartes thì: f f f f a = a x i + ay j + azk đó, ax= dv x d x = dt dt , ay= dv y dt = d 2y dt , az= dv z dt = d 2z dt Tr ng h p riêng R = ∞, qu đ o chuy n đ ng th ng Trong chuy n đ ng th ng, an = 0, a = at N u at= const, chuy n đ ng th ng bi n đ i đ u N u t0= 0, ta có bi u th c: v= ds = v o + at dt at Δs = v t + 2 a s = v - v 02 N u s0 = Δs= s = vo t + at 2 , a s = v - v 02 N u a>0, chuy n đ ng nhanh d n đ u N u a0 nhanh d n đ u, β0, a< 10 Thi t l p công th c cho to đ , v n t c c a ch t m chuy n đ ng th ng đ u, chuy n đ ng thay đ i đ u, chuy n đ ng r i t f f f f f f 11 Bi u di n b ng hình v quan h gi a vect , R, a t , v, , tr ng h p ω2 > ω1, ω2 < ω1 12 Khi v n t c không đ i v n t c trung bình m t kho ng th i gian có khác v n t c t c th i t i m t th i m không? Gi i thích 1.4 BÀI T P VÀ H NG D N GI I BÀI T P A BÀI T P VÍ D Ch ng - ng h c ch t m Thí d M t chi c ô tô chuy n đ ng m t đ ng tròn bán kính 50m Quãng đ ng đ c qu đ o có công th c: s = -0,5t2 + 10t + 10 (m) Tìm v n t c, gia t c ti p n, gia t c pháp n gia t c toàn ph n c a ôtô lúc t = 5s n v c a quãng đ ng s mét (m) L i gi i f 1.V n t c c a ô tô lúc t: v = ds = − t + 10 dt at αα Lúc t = 5s, v =-5 +10 = 5m/s Gia t c ti p n a t = an dv = −1m / s dt f a at < 0, ô tô ch y ch m d n đ u 2.Gia t c pháp n lúc t = 5s: an = v2 52 = = 0,5 m s 50 R Gia t c toàn ph n a = Vect gia t c toàn ph n m t góc α đ c xác đ nh b i: tg = a t2 + a n2 = + ,25 = 1,12 m s f a h p v i bán kính qu đ o (t c h p v i at +1 = = 2, ,5 an o f an ) o = 63 25' 48' ' ả 63 26' Thí d M t v t đ c ném lên t m t đ t theo ph ng th ng đ ng v i v n t c ban đ u vo = 20 m/s B qua s c c n c a không khí, l y gia t c tr ng tr ng g = 10 m/s2 a Tính đ cao c c đ i c a v t th i gian đ lên đ c đ cao b T đ cao c c đ i v t r i t i m t đ t h t bao lâu? Tính v n t c c a v t v t ch m đ t Bài gi i a Khi v t lên theo ph ng th ng đ ng, ch u s c hút c a tr ng tr ng nên chuy n đ ng ch m d n đ u v i gia t c g ≈ 10m/s2; v n t c c a gi m d n, đ t t i đ cao c c đ i v n t c b ng không v = vo – gt1 = 0, v i t1 th i gian c n thi t đ v t t m t đ t lên đ n đ cao c c đ i T ta suy ra: t = vo = 20 = 2s g Ta suy ra: đ cao c c đ i: 10 h max = v o t - (Ta có th tính hmax theo công th c 10 v2 gt1 = o 2g =20m v2–v2o=2gs Ch ng 12 - Hi n t ng c m ng n t áp s : a T thông Φ= BS = B S.sin ω t = B S.sin 2π t T = B S.sin100 π t (Wb) đó: φ max = Bo S = 0,01.25.10 −4 = 2,5.10 −5 Wb b S c n đ ng c m ng xu t hi n khung: dφ ε =− = B S.100 π cos(100 π t) (V) dt = Bo S 100π = 2,5.10 −5.314π = 7,85.10 −3 V đó: ε max c Dòng n i xu t hi n khung i= đó: i= ε max R ε R = ε max cos(100π t ) R , R n tr c a khung đ c tính b ng R= p.l / S v i 4.5.10 −2 cm= 0,2m chu vi khung S ti t di n dây đ ng Thay n tr xu t c a đ ng b ng 1,72.10 −8 Ω m S = 10 −6 m , ta tìm đ c n tr khung dây R =34,4.10 −4 Ω Cu i phép tính cho ta c ng đ dòng n c c đ i khung: l= i= ε max R = 2,3 A 18 M t ng dây d n th ng g m N = 500 vòng đ t m t t tr ng cho tr c ng dây song song v i đ ng s c t tr ng Tìm su t n đ ng trung bình xu t hi n ng dây, cho bi t c m ng t B thay đ i t đ n 2T th i gian Δt = 0,1s đ ng kính ng dây d = 10 cm áp s : =N S B d2 =N =N t t B = 78,5V t 19 đo c m ng t gi a hai c c c a m t nam châm n, ng i ta đ t vào m t cu n dây N = 50 vòng, di n tích ngang m i vòng S = 2cm2 M t ph ng cu n dây vuông góc v i đ ng s c t tr ng Cu n dây đ c khép kín b ng m t n k đ đo di n l ng q phóng qua i n tr n k R = 2.103 Ω i n tr c a cu n dây r t nh so v i n tr c a n k nên có th b qua Tìm c m ng t B gi a hai c c c a nam châm, bi t r ng rút nhanh cu n dây N kh i nam châm n l ng q phóng qua n k b ng q = 10-6 C áp s : B= q.R 10 −6.2.10 = = 0,2T S N 2.10 − 4.50 20 Trong m t ng dây có h s t c m L = 0,021 H có m t dòng n bi n thiên i = io sin ωt , io = 5A, t n s c a dòng n f = 50 Hz Tìm su t n đ ng t c m xu t hi n cu n dây áp s : tc =- đó: 78 L di = -Li cos t = - 0,021.5.2 50 cos t = -33 cos 100 t dt tc max = 33 V Ch CH NG 13 - TR ng 13 - Tr ng n t NG I N T 13.1 M C ÍCH, YÊU C U: Sau nghiên c u ch ng này, yêu c u sinh viên: Hi u đ c hai lu n m Maxwell Thành l p đ c ph ng trình MaxwellFaraday, ph ng trình Maxwell-Ampère d ng tích phân d ng vi phân N m đ c khái ni m tr ng n t n ng l ng c a tr ng n t N m đ c khái ni m sóng n t nh ng tính ch t c b n c a 13.2 TÓM T T N I DUNG Nghiên c u b n ch t c a hi n t ng n t , Maxwell nh n th y n tr ng t tr ng bi n thiên theo th i gian có th chuy n hoá l n T ông khái quát thành hai lu n m Lu n m 1: “M i t tr ng bi n đ i theo th i gian đ u làm xu t hi n m t n tr ng xoáy” ng s c n tr ng xoáy nh ng đ ng cong kín Các n tích n m n tr ng xoáy s d ch chuy n theo nh ng đ ng cong kín đ t o thành dòng n Dòng n đ c g i dòng n c m ng Hi n t ng đ c th c nghi m xác nh n Lu n m đ c bi u di n đ nh l ng b i ph ng trình Maxwell-Faraday: D ng tích phân f f ∫ E dl = (C) f rotE D ng vi phân (S) =- f B f dS t f B t Lu n m 2: “M i n tr ng bi n thiên theo th i gian đ u làm xu t hi n m t t tr ng” Xét v m t gây t tr ng n tr ng bi n đ i theo th i gian t ng đ ng v i m t dòng n Maxwell g i dòng n dòng n d ch Trong m ch n xoay chi u, lòng t n, dòng n d ch n i ti p dòng n d n làm cho dòng n khép kín toàn m ch Lu n m đ c bi u di n đ nh l ng b i ph ng trình MaxwellAmpère: D ng tích phân (13-13) f f H ∫ dl (C) f f D f ).dS = (J + t (S ) 79 Ch ng 13 - Tr ng n t f rotH D ng vi phân (13-14) = f J + f D t i n tr ng t tr ng bi n thiên theo th i gian chuy n hóa l n t o thành tr ng th ng nh t, g i tr ng n t Tr ng n t đ c bi u di n đ nh l ng b i h ph ng trình Maxwell H ph ng trình Maxwel bao hàm t t c m i hi n t ng n t i n tr ng t nh t tr ng d ng ch tr ng h p riêng c a tr ng n t Tr ng n t lan truy n không gian t o thành sóng n t Sóng n t lan truy n chân không v i v n t c c = 3.108m/s lan truyên f f môi tr ng v i v n t c v= c/ Sóng n t sóng ngang, hai vect E , H f f f f f f vuông góc v i v i ph ng truy n sóng, t c E H , E v, H v Ph ng trình sóng n t có d ng: Ph ng trình truy n sóng c a vect Ph f E- v f E t2 ng đ c n tr = ng (13-36) ng t đ i v i vect c m ng t ng trình t f B- v f E t2 = (13-37) Sóng n t có nh ng tính ch t c b n sau đây: − Sóng n t truy n môi tr ng ch t c chân không − V n t c truy n sóng n t chân không là: c = 3.108m/s, môi tr ng đ ng nh t, đ ng h v i n= chi t su t t đ i c a môi tr − Sóng n t mang n ng l tr s b ng: c n ng có µ ε v n t c là: v= , w= ng ng, m t đ n ng l O E2 + ng sóng n t có H2 Sóng n t đ n s c sóng n t phát b i ngu n có t n s (ho c chu k T) xác đ nh Trong m t môi tr ng nh t đ nh, sóng n t có m t b c sóng λ xác đ nh B c sóng liên h v i v n t c theo công th c: λ =vT, chân không: λo =cT, b c sóng c a sóng n t chân không 80 Ch ng n t ng 13 - Tr Maxwell c ng đ a gi thuy t coi ánh sáng sóng n t Gi thuy t v sau đ c th c nghi m xác nh n Ánh sáng th y đ c có b c sóng n m kho ng t 0,44µm (màu tím) đ n 0,78µm (màu đ ) 13.3 CÂU H I ÔN T P Phát bi u lu n m Maxwell Phân bi t s khác gi a tr n n tr ng xoáy Thành l p ph vi phân ng trình Maxwell – Faraday d Chi u c a n tr ng t nh i d ng tích phân d ng f ng E chif u c a dòng n c m ng thay đ i th ΔB Δt t c đ bi n thiên c a c m ng t thay đ i (xét f B >0 t f B < ) t Phát bi u lu n m c a Maxwell Dòng n d ch gì? Nêu s khác gi ng gi a dòng n d ch dòng n d n Ch ng t r ng dòng n d ch n i ti p dòng d n kho ng không gian gi a hai b n t n Thành l p ph vi phân ng trình Maxwell – Ampère d Nêu chi u c a c m ng t thay đ i (xét f E >0 t f B i d ng tích phân d ng thay đ i th t c đ bi n thiên f E < ) t Tr ng n t gì? Sóng n t gì? Vi t ph di n đ nh l ng chúng Nêu tính ch t c a sóng n t 13.4 BÀI T P VÀ H f ΔE Δt ng trình bi u NG D N GI I BÀI T P M t t n có h ng s n môi ε = đ c m c vào m t hi u n th xoay chi u U = U o cos ωt v i Uo = 300 V, chu kì T = 0,01s Tìm giá tr c a m t đ dòng n d ch, bi t r ng hai b n t cách 0,4 cm áp s : f ε εU 8,85.10 −12.6.300.200π sin 200π J di = o o ω sin ωt = d 4.10 −3 f -3 J di = 2,51.10 sin200 π ( A/m ) A/m2 i n tr ng m t t n ph ng bi n đ i theo quy lu t E = Eo sin ωt v i Eo=200V/cm t n s f = 50Hz, kho ng cách gi a b n d = 2cm, n dung c a t n C = 2000 ρF Tìm giá tr c c đ i c a dòng n d ch 81 Ch ng n t ng 13 - Tr áp s : idi max = CdEo f = 2000.10 đ -12 2.10 -2 200.10 2 50 = ,512.10 -4 mA Xác đ nh m t đ dòng n d ch m t t n ph ng hai b n c d ch chuy n song song v i xa v i v n t c t ng đ i u, n u: a) i n tích m i b n không đ i b) Hi u n th U hai b n không đ i th Kho ng cách d gi a hai b n d ch chuy n r t nh so v i kích c hai b n áp s : a ã bi t: f f f ∂D ∂E ∂ σ = εε o J di = = εε o ∂t ∂t ∂t εε o ,trong đó: σ = q S Vì q không đ i d ch chuy n hai b n luôn song song v i nhau, nên S không đ i, f σ không đ i V y tr ng h p J di = b N u hai b n d ch chuy n, hi u n th U gi a hai b n không đ i thì: f f f ∂D ∂E ∂ U = εε o = εε O J di = ∂t ∂t ∂t d jdi = oU (d ) = d2 t U o d u M t m ch dao đ ng g m m t t n có n dung C = 0,025 µF m t ng dây có h s t c m L = 1,015 H B qua n tr thu n c a m ch T n đ c tích m t n l ng q = 2,5.10-6C a) Vi t ph ng trình ( v i h s b ng s ) bi u di n s bi n thiên c a hi u n th b n t n c ng đ dòng n m ch theo th i gian b) Tìm giá tr c a hi u n th gi a b n t c m ch vào th i m T/8; T/4 T/2 áp s : a) U = 100 cos(2π 10 t ) V, i= dq = qo dt b) U1 = 70,7 V 82 o sin o t = 15 ,7 sin (2 10 t ) mA I1 = -11,1 mA U2 = I2 = -15,7 mA U3 = -100 V I3 = ng đ dòng n Ch ng 13 - Tr ng n t i v i m ch n toán trên: a) Vi t ph ng trình (v i h s b ng s ) bi u di n s bi n thiên theo t c a n ng l ng n tr ng, n ng l ng t tr ng, n ng l ng toàn ph n b) Tìm giá tr c a n ng l ng n tr ng, n ng l ng t tr ng, n ng l ng toàn ph n t i th i m: T/8; T/4 T/2 áp s : a) We = ( )J WM ( )J qU = 12,5.10 −5 cos 2π 10 3.t = Li = 12,5.10 −5 sin 2π 10 3.t W = WM + WE = 12,5.10-5 J b) WE1 = 6,25.10-5 J; WM1 = 6,25.10-5 J; W1 = 12,5.10-5 J WE2 = ; WM2 = 12,5.10-5 J; W2 = 12,5.10-5 J WE3 = 12,5.10-5 J; WM3 = ; W3 = 12,5.10-5 J Cho m t m ch n LC Cho bi t ph ng trình bi u di n s bi n thiên theo t c a hi u n th b n t n có d ng U = 50 cos 10 πt (V), n dung C c a t b ng 0,1 µF Tìm: a) Chu k dao đ ng T c a m ch b) H s t c m c a m ch c) nh lu t bi n thiên c a c ng đ dòng n m ch d) B c sóng t ng ng v i m ch dao đ ng áp s : a) T= 2π ω = 2π = 2.10 − s = 2π LC 10 π T2 = 10,15 ( mH ) 4πC dU dq =C = −C.50.10 π sin 10 πt = −157 sin 10 πt i= dt dt b) L = c) ( mA ) d) λ = cT = 3.108.2.10-4 = 6.104 ( m ) Ph ng trình bi u di n s bi n thiên theo th i gian c a c ng đ dòng n m ch dao đ ng đ c cho d i d ng: i = −0,02 sin 400πt (A), h s t c m L c a m ch b ng 1H Tìm: a) Chu k dao đ ng b) i n dung C c a m ch c) Hi u n th c c đ i b n t n d) N ng l ng t tr ng c c đ i e) N ng l ng n tr ng c c đ i 83 Ch ng 13 - Tr ng n t áp s : a) T= 2π ω = 2π = 5.10 −3 s , 400π b) C = c) Umax = 25,2 V, e) WE = d) WM CU max = 1,97.10 − J Tìm t s gi a n ng l ng t tr m ch dao đ ng LC t i th i m T/8 áp s : T2 = 6,3.10 −7 F 4π L = L.I max = 1,97.10 − J U = U cos ω.t ;I = ng n ng l ng n tr ng c a dq CdU = = −CUω sin ω.t dt dt 2 LI = LC 2U ω sin ω.t 2 Do đó: WM = Ta có: WM LCω sin ω.t = = LCω tg 2ω.t WE cos ω.t T i th i m t = T/8, sin ω.t = Ngoài ra, vì: LC = T / 4π Nên cu i ta có: WM sin ωt = =1 WE cos ωt ; W M = CU 2 2/2 = CU cos ω.t ; cos ω.t = / = 1/ ω M t m ch dao g m m t t n có n dung C= µF , m t cu n dây có h s t c m L = 0,23H n tr 40 Ω T n đ c tích m t đ ên l ng b ng q= 5,6C Tìm: a) Chu kì dao đ ng c a m ch b) Vi t ph ng trình bi u di n s bi n thiên c a hi u th hai b n t c) Tìm giá tr c a hi u th t i th i m T/2, T, 3T/2 2T áp s : a) T = 2π LC = 2.3,14 0,23.7.10 −8 = 8.10 −3 s b) U = U e − βt cos ωt = 80.e −87 t cos 250πt (V ) c) U1= -56,5V; U2= 40V; U3=-28V; U4= 20V 10 M t m ch dao đ ng g m t n có n dung C= 0,2 µF , cu n c m có h s t c m L= 5,07.10-3H Tìm n tr R c a m ch áp s : 84 2L 2.5 ,07.10 ,22 R= = = 11,1 T 2.10 Ch ng 13 - Tr ng n t 11 M t m ch dao đ ng n t g m t n có n dung C = 250 ρF m t cu n c m có h s t c m L = 100 µH H i m ch dao đ ng c ng h ng v i b c sóng n t g i t i áp s : Khi m t sóng n t g i t i m t m ch dao đ ng LC đó, s kích thích m ch m t dao đ ng n t c ng b c Khi t n s Ω c a sóng n t kích thích trùng v i t n s riêng Ω = ω o = h LC c a m ch, hi n t ng c ng ng n t x y Khi t ng tr Z c a m ch b ng: ⎛ Z = R + ⎜⎜ Lω o − Cω o ⎝ Và c ⎞ ⎟⎟ = R ⎠ ng đ dòng n m ch s c c đ i: I o max = Uo R Nh ng t n s t l v i chu kì chu kì t l v i b c sóng, có th nói hi n t ng c ng h ng n x y chu kì riêng To c a m ch trùng v i chu kì T c a sóng kích thích hay b c sóng λo c a m ch b ng b c sóng λ c a sóng kích thích Ta có: λ = λo = c.To = c.2π LC =300m Trong đó: c = 3.108 m/s v n t sóng n t chân không 12 M t m ch thu vô n có t n bi n thiên v i n dung bi n đ i gi h n t C1 đ n C2 = 9C1 Tìm d i t n s sóng mà máy thu có th b t đ c n u n dung C1 t ng ng v i b c sóng λ1 = m áp s : D i t n s sóng mà máy thu có th b t đ c n m gi i h n: λ1 = cT1 = 2π c LC1 λ2 = cT2 = 2π c LC = 6π c LC1 = 3λ1 Trong T1 T2 chu k bé nh t l n nh t c a m ch dao đ ng, c v n t c lan truy n sóng chân không L h s t c m c a m ch dao đ ng V y d i t n mà máy thu có th b t đ c ng v i b c sóng t λ1 = 3m đ n λ2 = 9m 85 Ph n ph l c - Các ký hi u th ng dùng PH N PH L C CÁC KÝ HI U TH Th t 10 11 12 13 14 15 86 NG DÙNG Tên đ i l ng Áp su t C m ng n C m ng t Công c a l c, c a mômen l c Công su t C ng đ n tr ng C ng đ t tr ng C ng đ n tr ng l C ng đ n tr ng xoáy C ng đ dòng n Chu k quay Di n tích i n dung i n th i n tích, n l ng Ký hi u Ch ng p f D, D f B, B A P f E, E f H, H f E*, E * f E*, E * I, i T f S, S C 5, 11, 12, 13 3, 4, 6, 7, 10, 11, 12 3, 7, 8, 9, 10, 12, 13 11, 12, 13 10 12, 13 10, 11 7, 8, 9, 10, 11 V, ϕ Q, q 7, 8, 9, 10, 11 φe R, r f K, K Wđ A 10 3, 11 1, 2, 3, 16 17 18 19 20 i n thông i n tr ng l ng ng n ng Gia t c 21 22 23 Gia t c góc H s h c m H s t c m β M L 1, 12 12 24 25 26 Hi u su t Hi u n th Kh i l ng η U M, m 2, 3, Ph n ph l c - Các ký hi u th Tên đ i l Th t 27 L c 28 ng Ký hi u f Ch ng dùng ng F, F 2, 3, 4, 7, 10, 11 M t đ n tích dài λ 29 M t đ n tích m t σ 30 M t đ n tích kh i ρ 31 M t đ dòng n 32 M t đ n ng l ng n tr 33 M t đ n ng l ng t tr 34 35 Mômen l c Mômen quán tính 36 Mômen t 37 38 Mômen ng u l c Mômen đ ng l ng 39 Mômen l 40 41 42 43 44 45 46 N ng l ng t tr ng N ng l ng n tr ng N ng l ng Nhi t l ng Nhi t đ t đ i N i n ng Quãng đ ng d ch chuy n 47 J, ng ng f J 10 ωe ωm 12 M, I f pm, p m 4, 11 f M f M 11 7, 11 f L, L f f p e , Pe 7, 9, 11 Wm We W Q T U s, l 11, 12, 13 8, 12, 13 3, 8, 11, 13 5, 5, 1, 3, 4, 11 Su t n đ ng ξ 10 48 Su t n đ ng c m ng ξc 12 49 Su t n đ ng h c m ξ hc 12 50 51 52 53 54 S b c t T ns Th n ng Th tích Th i gian I F Wt V T 5, 5, 6, 7, 10, 12 1, 2, 3, 55 T thông φm 11, 12, 13 ng c c n 87 Thn ph t l c - M t sTên Ph h đ ng isl v ng t lý th 56 Th t Ch ω V n t c góc M TS 88 Ký hi u ng dùng H NG S V T LÝ TH Tên h ng s ng 1, NG DÙNG Ký hi u Tr s Gia t c r i t g 9,8m/s2 H ng s h p d n G 6,67.10 -11Nm2 /kg2 S Avôgadrô (s phân t kilômol) No 6,025.1026kmol Th tích c a m t kilômol u ki n tiêu chu n VO 22,4m3/kmol H ng s khí R 8,31.103J/kmol.K H ng s Bolzman k 1,38.10 -23J/K i n tích electron e 1,602.10 -19C me 9,11.10-31kg Kh i l ng ngh c a electron H ng s n môi εo 8,86.10-12F/m 10 H ng s t µo 1,257.10-6H/m =4π.10-7H/m 11 V n t c ánh sáng chân không c 3.108m/s 12 Kh i l mp 1,67.10-27kg ng ngh c a proton Tài li u tham kh o TÀI LI U THAM KH O V t lý đ i c ng T p I, II - L ng Duyên Bình, D Trí Công, Bùi Ng c H Nhà xu t b n Giáo D c - 2003 C s V t lý T p I, II, III, IV, V - Hallidy, Resnick, Walker Nhà xu t b n Giáo D c - 1998 V t lý đ i c ng T p II - Nguy n H u Th Nhà xu t b n Tr - 2004 Tuy n t p t p v t lý đ i c (b n ti ng Nga) Matxc va - 1998 Bài t p V t lý đ i c Giáo D c - 1999 ng t p I, II - L ng - L.G Guriep, X.E Mincova ng Duyên Bình Nhà xu t b n 89 M cl c M CL C Gi i thi u môn h c Gi i thi u chung M c đích môn h c Ph ng pháp nghiên c u môn h c ng h c ch t m 1.1 M c đích, yêu c u 1.2 Tóm t t n i dung 1.3 Câu h i ôn t p 1.4 Bài t p h Ch Ch ng - ng - ng d n gi i t p ng l c h c ch t m 17 2.1 M c đích, yêu c u 17 2.2 Tóm t t n i dung 17 2.3 Câu h i ôn t p 19 2.4 Bài t p h Ch ng d n gi i t p 20 ng - Công n ng l ng 26 3.1 M c đích, yêu c u 26 3.2 Tóm t t n i dung 26 3.3 Câu h i ôn t p 28 3.4 Bài t p h Ch ng d n gi i t p 28 ng - Chuy n đ ng c a h ch t m v t r n 33 4.1 M c đích, yêu c u 33 90 M c l 33 c 4.2 Tóm t t n i dung 4.3 Câu h i ôn t p 36 4.4 Bài t p h Ch ng d n gi i t p 37 ng - Các đ nh lu t th c nghi m v ch t khí 41 5.1 M c đích, yêu c u 41 5.2 Tóm t t n i dung 41 5.3 Câu h i ôn t p 41 5.4 Bài t p h Ch ng d n gi i t p 41 ng - Các nguyên lý c a nhi t đ ng l c h c 44 6.1 M c đích, yêu c u 44 6.2 Tóm t t n i dung 44 6.3 Câu h i ôn t p 44 6.4 Bài t p h Ch ng - Tr ng d n gi i t p 44 ng t nh n 48 7.1 M c đích, yêu c u 48 7.2 Tóm t t n i dung 48 7.3 Câu h i ôn t p 49 7.4 Bài t p h Ch ng d n gi i t p 49 ng - V t d n 52 8.1 M c đích, yêu c u 52 8.2 Tóm t t n i dung 52 8.3 Câu h i ôn t p 53 8.4 Bài t p h Ch ng d n gi i t p 54 ng - i n môi 55 9.1 M c đích, yêu c u 55 9.2 Tóm t t n i dung 55 9.3 Câu h i ôn t p 56 9.4 Bài t p h Ch ng d n gi i t p 56 ng 10 - Dòng n không đ i 58 91 M clM c c đích, yêu c u 58 10.1 10.2 Tóm t t n i dung 58 10.3 Câu h i ôn t p 59 Ch ng 11 - T tr ng c a dòng n không đ i 61 11.1 M c đích, yêu c u 61 11.2 Tóm t t n i dung 61 11.3 Câu h i ôn t p 64 11.4 Bài t p h Ch ng 12 - Hi n t ng d n gi i t p 65 ng c m ng n t 72 12.1 M c đích, yêu c u 72 12.2 Tóm t t n i dung 72 12.3 Câu h i ôn t p 74 12.4 Bài t p h Ch ng 13 - Tr ng d n gi i t p 74 ng n t 79 13.1 M c đích, yêu c u 79 13.2 Tóm t t n i dung 79 13.3 Câu h i ôn t p 81 13.4 Bài t p h ng d n gi i t p 81 Ph n ph l c: - Các ký hi u th ng dùng - M t s h ng s v t lý th Tài li u tham kh o 92 86 ng dùng 88 89