VẬT lý đại CƯƠNG i cơ học NHIỆT học điện học QUANG học và vật lý hạt NHÂN

VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG I - CƠ HỌC NHIỆT HỌC ĐIỆN HỌC QUANG HỌC VẬT LÝ HẠT NHÂN Phần 1: CƠ HỌC Chương ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM Trình bày đại lượng đặc trưng chuyển động: vận tốc, gia tốc, thành phần gia tốc Mục Tiêu Học Tập Xác định vận tốc, gia tốc từ phương trình quãng đường hay phương trình tọa độ ngược lại Tính thành phần gia tốc chuyển động ném xiên, ném ngang thời điểm xác định - Xét chất điểm chuyển động từ A đến B 1.1 Vec tơ dịch chuyển S B A L + Lấy A làm gốc, B ngọn, dựng véc tơ AB  L AB gọi véc tơ dịch chuyển + S = AB = BA quãng đường dịch chuyển 1.1 Vec tơ dịch chuyển - Nếu dt nhỏ, đoạn đường dS, véc tơ dịch chuyển tương ứng dL dS = dL - Khi chất điểm c/động thẳng dL trùng phương với dS -Khi chất điểm c/động cong dL có phương tiếp tuyến với dS dL dL dS dS Định nghĩa Vận tốc đại lượng đặc trưng cho biến đổi quãng đường dịch chuyển theo thời gian 1.2 Vận tốc Ký hiệu: v; đơn vị m/s a) Vận tốc trung bình vtb : S vtb  t b) Vận tốc tức thời vtt : S dS vtt  lim vtb  lim   S' t 0 t 0 t dt Véc tơ vận tốc + Véc tơ vận tốc trung bình: vtb 1.2 Vận tốc L vtb  t + Véc tơ vận tốc tức thời: L dL v  lim vtb  lim  t 0 t 0 t dt + Điểm đặt: vật Vậy: 1.2 Vận tốc v + Phương: tiếp tuyến với quỹ đạo điểm xét + Chiều: trùng với chiều chuyển động vật + Độ lớn: dL dS v    S' dt dt - Nếu chất điểm c/đ mặt phẳng: - Nếu chất điểm c/đ không gian: v  vx  v y v  vx  v y  vz Các thành phần véc tơ gia tốc -Véc tơ gia tốc gồm thành phần: gia tốc tiếp tuyến gia tốc pháp tuyến 1.3 Gia tốc Xét thời gian chuyển động t nhỏ, để MM1 coi cung tròn tâm O, bán kính R M1 A v M R Tại điểm M: v  MA  O Sau thời gian: t, chất điểm vị trí M1: v1  v  v  M A1 v1 A1 Ta có 1.3 Gia tốc r ur uur  v   vt    vt vn v a  lim  lim  lim  at  a n t   t t 0 t t 0 t v M vt A v v1 C M1 vn B R O v1 A1 a) Gia tốc tiếp tuyến  vt at  lim t 0 t - Phương: tiếp tuyến với quỹ đạo r - Chiều: + chiều với vr vật c/đ nhanh dần + ngược chiều với v vật c/đ chậm dần 1.3 Gia tốc - Độ lớn:  - Điểm đặt: vật vt v1  v dv d S at  at  lim    lim t 0 t t 0 t dt dt ur atđặc trưng cho biến đổi vec tơ vận tốc độ lớn b) Gia tốc pháp tuyến - Điểm đặt: vật v a n  lim t  n t - Phương : trùng phương với v n Tức có phương pháp tuyến với quỹ đạo 1.3 Gia tốc vt A v M  v1 C  v M1 vn B R  O v1 - Chiều: hướng vào tâm quỹ đạo nên gọi gia tốc hướng tâm - Độ lớn: a n  lim t  1.3 Gia tốc vn t v  an  R uur Như an đặc trưng cho thay đổi phương véc tơ vận tốc c Kết luận Véc tơ gia tốc chất điểm phân tích thành phần: r ur uur a  at  an 1.3 Gia tốc - Gia tốc tiếp tuyến: vận tốc độ lớn at đặc trưng cho thay đổi véc tơ - Gia tốc pháp tuyến: a n đặc trưng cho thay đổi véc tơ vận tốc phương - Về độ lớn:  dv   v  a  a  a        dt   R  t n 2 VD: Một vật chuyển động quỹ đạo tròn có bán kính 60 m Phương trình qng đường vật cho cơng thức: S = + 20.t – t2 (m) Xác định vận tốc, gia tốc tiếp tuyến, gia tốc pháp tuyến, gia tốc toàn phần vật lúc t = 5s 1.4 Một số dạng chuyển động đặc biệt Chuyển động thẳng - Là chuyển động có quỹ đạo đưởng thẳng, có vận tốc khơng đổi theo thời gian Vậy: v=const  a=0 Phương trình đường vật: S   v.dt  vt  C S=v.t Khi t=0, S=0  C=  Phương trình chuyển động vật: x  x0  vt S=v.t O x0 x x  v = S’ = x’ Chuyển động thẳng biến đổi ĐN: Là chuyển động thẳng có vận tốc biến đổi 1.4 Một số dạng chuyển động đặc biệt Nếu v tăng  nhanh dần Nếu v giảm  chậm dần - Phương trình vận tốc: v=v0 +a.t at  S0 - Phương trình quãng đường: S  v t  2 at - PT toạ độ dọc theo trục Ox là: x  x v0t  *Chuyển động rơi tự do: a = g, h = g.t2 /2, v = g.t g: gia tốc rơi tự Chuyển động tròn Là chuyển động có quỹ đạo đường tròn 1.4 Một số dạng chuyển động đặc biệt a) Vận tốc góc - Vận tốc góc trung bình:   t - Vận tốc góc tức thời:  d   lim   lim  t  t  t dt M1 R  S M véc tơ vận tốc góc  có: + gốc: tâm O + phương: vng góc với quỹ đạo + chiều: xác định theo quy tắc vặn nút chai + độ lớn: đạo hàm bậc góc quay theo thời gian - 1.4 Một số dạng chuyển động đặc biệt b) Gia tốc góc Là đại lượng vật lý đặc trưng cho biến đổi véc tơ vận tốc theo thời gian - Gia tốc góc trung bình:   tb  t -Gia tốc góc tức thời: 1.4 Một số dạng chuyển động đặc biệt  d     lim  tb  lim t  t  t dt + điểm đặt: tâm O + phương: vng góc với quỹ đạo + chiều: chiều với  chuyển động nhanh dần ngược chiều với  chuyển động chậm dần + Độ lớn: d d    dt dt + Đơn vị đo: rad/s2 c) Sự liên hệ v, at , với  ,  Sau khoảng thời gian dt, chất điểm đoạn đường dS, vectơ bán kính R qt góc d Khi đó: 1.4 dS d Một số v  R  R. dạng dt dt chuyển Xét mặt phương, chiều véctơ, động v , R ,  ta thấy đặc biệt   v R   dS O d R at v v (R ) 2 a     R - Độ lớn gia tốc pháp tuyến: n R R - Gia tốc tiếp tuyến gia tốc góc 1.4 Một số dạng chuyển động đặc biệt d dv d (R) at   R  R. dt dt dt Xét phương chiều véc tơ  , at   at    R R , ta có Bài tập vận dụng Một vật ném từ độ cao h lên cao hợp với phương ngang góc 300, vận tốc ban đầu v0=10m/s, nơi có gia tốc rơi tự g=10m/s2 a) Viết phương trình chuyển động phương trình quỹ đạo vật Từ cho biết dạng quỹ đạo chuyển động vật b) Tính gia tốc tiếp tuyến gia tốc pháp tuyến vật thời điểm t=2s c) Nếu h=10m, tính thời gian từ lúc ném vật đến vật chạm đất ... tốc đ i lượng vật lý đặc trưng cho biến đ i véc tơ vận tốc theo th i gian 1.3 Gia tốc Ký hiệu: a Đơn vị: m/s2 Biểu thức a) Vec tơ gia tốc trung bình: v atb  t b) Véc tơ gia tốc tức th i: v... a) Gia tốc tiếp tuyến  vt at  lim t 0 t - Phương: tiếp tuyến v i quỹ đạo r - Chiều: + chiều v i vr vật c/đ nhanh dần + ngược chiều v i v vật c/đ chậm dần 1.3 Gia tốc - Độ lớn:  - i m đặt:... theo th i gian - 1.4 Một số dạng chuyển động đặc biệt b) Gia tốc góc Là đ i lượng vật lý đặc trưng cho biến đ i véc tơ vận tốc theo th i gian - Gia tốc góc trung bình:   tb  t -Gia tốc góc