Đang tải... (xem toàn văn)
Một hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc a so với hệ quy chiếu quán tính, các hiện tượng cơ học xảy ra giống như là mỗi vật có khối lượng m chịu thêm tác dụng của một lực bằng ma l[r]
(1)Cơ Sở Lý Thuyết Về Định Luật Newton Thứ Nhất (Định Luật Quán Tính)
1 Khái niệm chuyển động quán tính :
- Nhà triết học cổ đại Aristotle (384 – 322 TCN) quan niệm : muốn cho vật trì vận tốc khơng đổi phải có vật khác tác dụng lên Từ thời cổ đại, người ta tưởng lực tác dụng làm vật chuyển động lực ngừng tác dụng vật đứng lại
- Galile (người Italia) nghi ngờ quan niệm làm thí nghiệm để kiểm tra :
+ Ông dùng hai máng nghiêng trơn nhẵn, bố trí hình vẽ 1a thả hịn bi cho lăn xuống máng nghiêng 1, ông nhận thấy bi lăn ngược lên máng nghiêng đến độ cao gần độ cao ban đầu
+ Khi giảm bớt góc nghiêng α máng 2, ơng thấy bi lăn máng đoạn dài (hình 1b)
+Ơng suy đốn máng nhẵn nằm ngang (α = 0) hịn bi lăn với vận tốc không đổi mãi ( hình 2)
Thí nghiệm cho thấy : Nếu ta loại trừ tác dụng học lên vật vật chuyển động
1
Hình
2
Hình 1a α
1
2
Hình 1b
(2)2 Định luật I Newton :
2.1 Phát biểu :
- Cách : Nếu vật không chịu tác dụng lực chịu tác dụng lực có hợp lực khơng giữ ngun trạng thái đứng yên chuyển động thẳng
- Cách : Nếu hợp lực tác dụng lên vật khơng tìm hệ quy chiếu vật khơng có gia tốc
2.2 Ý nghĩa định luật I Newton :
- Đứng yên chuyển động thẳng trạng thái học Trạng thái chuyển động với vận tốc không đổi, đứng yên chuyển động với vận tốc không đổi không
- Định luật nêu lên tính chất quan trọng vật : vật có xu hướng bảo tồn vận tốc Tính chất gọi quán tính :
Quán tính tính chất vật giữ nguyên không đổi trạng thái chuyển động khơng có lực ngồi tác dụng lên chúng lực tác dụng lên chúng cân lẫn
Với ý nghĩa định luật I Newton gọi định luật quán tính chuyển động thẳng gọi chuyển động theo quán tính Đại lượng đo mức quán tính vật khối lượng quán tính, đo kg
- Lực nguyên nhân gây chuyển động hay trì chuyển động mà nguyên nhân gây thay đổi vận tốc v
- Nhờ đắn định luật I Newton người ta phát lực ma sát tác dụng lên vật chuyển động
3 Hệ quy chiếu quán tính :
- Hệ quy chiếu qn tính hệ quy chiếu mà vật lập khơng có gia tốc hệ quy chiếu định luật thứ Newton nghiệm
Cụ thể : hệ quy chiếu qn tính hệ quy chiếu vật không chịu tác dụng ngoại lực giữ nguyên trạng thái đứng yên chuyển động thẳng
(3)+ Hệ quy chiếu Newton chọn để nghiệm lại định luật quán tính hệ quy chiếu lấy gốc tâm Mặt trời, có trục tọa độ qua bất động bầu trời Hệ quy chiếu gọi hệ quy chiếu Copecnic, thường sử dụng nghiên cứu chuyển động thiên văn học, vũ trụ học
+ Hệ quy chiếu gắn với tâm Trái đất thường dùng ngiên cứu chuyển động vệ tinh, tàu vũ trụ
+Để nghiên cứu chuyển động vật mặt đất người ta dùng hệ quy chiếu gắn với điểm cố định mặt đất (hệ quy chiếư phịng thí nghiệm)
4 Hệ quy chiếu phi quán tính:
- Là hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc so với hệ phi quán tính Là hệ quy chiếu định luật Newton khơng nghiệm đúng.Hệ quy chiếu phi quán tính đơn giản hệ chuyển động thẳng có gia tốc hệ quy chiếu quán tính hệ quy chiếu chuyển động quay
- Việc xây dựng định luật học hệ quy chiếu phức tạp liên quan đến khái niệm khơng thời gian Ta xây dựng định luật với điều kiện đưa vào khái niệm lực, lực qn tính
- Trong thực tế khơng có hệ quy chiếu gắn với vật thể hệ quy chiếu qn tính hồn tồn cả, vật thể chuyển động có gia tốc với Hệ quy chiếu gắn với Trái đất hệ quy chiếu quán tính thực Ví dụ Mặt trời dang chuyển động quanh tâm thiên hà chịu tác dụng gia tốc hướng tâm 3.10-10 m/s, Trái đất chuyển động quanh tâm mặt trời chịu tác dụng gia tốc hướng tâm (về phía Mặt trời) 0,006m/s2 Trái đất tự quay điểm trái đất chịu gia tốc hướng tâm (về phía tâm trái đất) 0,034m/s2
Tuy nhiên coi hệ quy chiếu quán tính nếucác lực quán tính nhỏ so với lực khác
5 Lực quán tính :
5.1 Định nghĩa :
Một hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc a so với hệ quy chiếu quán tính, tượng học xảy giống vật có khối lượng m chịu thêm tác dụng lực ma lực gọi lực quán tính
qt
F ma
(4)+Lực quán tính kéo theo
+ Lực quán tính coriolis
- Các đặc điểm :
+ giống lực thông thường chỗ gây biến dạng gây gia tốc cho vật, sinh công đo lực kế
+ Khác lực thông thường chỗ lực quán tính gây tính chất hệ quy chiếu phi qn tính, khơng phải tương tác vật nên khơng có phản lực
- Như lực qn tính khơng thể quy lực thông thường (vốn lực không biến đưới phép biến đổi hệ quy chiếu Hệ quy chiếu mà lực quán tính biến hệ quy chiếu quán tính.Về nguyên tắc việc đưa vào khái niệm lực qn tính khơng thiết Việc sử dụng lực quán tính cho khả giải trực tiếp số toán hệ quy chiếu phi quán tính đơn giản so với cách giải hệ quy chiếu quán tính
5.3 Lực quán tính li tâm:
- Xuất hệ quy chiếu phi quán tính quay trịn với vận tốc góc so với hệ quy chiếu quán tính - Biểu thức : Fq Fht Fq maht
Trong : F lực quán tính li tâm, m khối lượng vật, q a gia tốc hướng tâm, ht Fht lực hướng tâm
- Từ biểu thức suy đặc điểm lực quán tính li tâm
+ Điẻm đặt vật m hệ quy chiếu phi quán tính chuyển động quay
+ Cùng phương ngược chiều với lực hướng tâm
x
z
(5)2
2
q ht ht v
F F ma m m R
R
Trong vận tốc góc hệ quy chiếu chuyển động quay (rad/s) R khoảng cách từ vật m đến trục quay
(6)Website HOC247 cung cấp môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thơng minh, nội dung giảng biên soạn công phu giảng dạy giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi kiến thức
chuyên môn lẫn kỹ sư phạm đến từ trường Đại học trường chuyên danh tiếng
I Luyện Thi Online
- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ Trường ĐH THPT danh tiếng xây dựng khóa luyện thi THPTQG mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học Sinh Học - Luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán: Ôn thi HSG lớp luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán trường
PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An trường Chuyên khác
cùng TS.Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo Thầy Nguyễn Đức Tấn
II Khoá Học Nâng Cao HSG
- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Tốn Chun dành cho em HS THCS lớp 6, 7, 8, yêu thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập trường đạt điểm tốt kỳ thi HSG
- Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học Tổ Hợp dành cho học sinh khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần
Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn đơi HLV
đạt thành tích cao HSG Quốc Gia
III Kênh học tập miễn phí
- HOC247 NET: Website hoc miễn phí học theo chương trình SGK từ lớp đến lớp 12 tất môn học với nội dung giảng chi tiết, sửa tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú cộng đồng hỏi đáp sôi động
- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp Video giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa tập, sửa đề thi miễn phí từ lớp đến lớp 12 tất mơn Tốn- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học Tiếng Anh
Vững vàng tảng, Khai sáng tương lai
Học lúc, nơi, thiết bi – Tiết kiệm 90%
Học Toán Online Chuyên Gia