Khái niệm quán tính

Một phần của tài liệu BÀI GIẢNG NGHIÊN CỨU TRƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ PHỔ THÔNG (Trang 30 - 32)

Trong phần động lực học, hầu hết các sách giáo khoa đều đề cập thuật ngữ quán tính.

Thông th−ờng, ng−ời ta hiểu quán tính là tính chất của các vật thể mà định luật I Newton diễn tả: “Mọi vật thể đều có tính chất giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều chừng nào còn ch−a có lực tác dụng lên nó”. Tính chất đó của vật thể gọi là quán tính. Chính do cách hiểu nh− vậy mà ng−ời ta gọi định luật I Newton là định luật quán tính. Nếu theo cách hiểu này thì khái niệm quán tính gắn liền với định luật I Newton và quán tính là một tính chất vốn có với mức độ nh− nhau của tất cả các vật thể vật lí mà không loại trừ một vật thể nào. Quán tính hiểu theo nghĩa đó là một tính chất phổ biến, không đổi và không tách rời mọi vật. Mọi vật đều có quán tính nh− nhau. Vậy thì quán tính không phải là một đại l−ợng vật lí và không thể nói đến “số đo quán tính” nh− chúng ta th−ờng đã nghe.

Có thể hiểu quán tính theo một ý nghĩa khác khi nói rằng, một vật thể chịu tác dụng của một lực hãm thì tr−ớc khi dừng lại còn có thể đi hết một khoảng cách nào đó “theo quán tính”. Thuật ngữ quán tính dùng ở đây là nói rằng, để biến đổi vận tốc chuyển động của vật d−ới tác dụng của một vật bất kỳ cần phải có một thời gian xác định, tức là lực xác định gia tốc chứ không phải xác định vận tốc. Theo cách hiểu này, thuật ngữ quán tính gắn liền với định luật II Newton. Với ý nghĩa này, ta có thể đ−a ra đ−ợc số đo định l−ợng, tức là số đo “mức quán tính” của mỗi vật. Bởi vì, d−ới tác dụng của một lực nh− nhau các vật thể khác nhau sẽ đòi hỏi thời gian không nh− nhau để biến đổi vận tốc, tức là thu đ−ợc các gia tốc khác nhau.

Chính vì tính chất hai nghĩa của quán tính nên làm cho các chuyên gia rất khó khăn khi trình bày khái niệm này trong sách giáo khoa vật lí phổ thông. Trong khó khăn đó, có ý t−ởng muốn kết hợp cả hai cách lí giải này bằng cách cho rằng “quán tính là xu h−ớng của vật thể bảo toàn vận tốc của nó”, lực tác dụng lên vật thể “đấu tranh” với xu h−ớng đó và “thắng” nó. Trong thực tế, ý t−ởng đó đã bị phê phán một cách rất có lí, bởi vì không nói đ−ợc rằng một vật có xu h−ớng bảo toàn vận tốc nếu nó bắt đầu thay đổi vận tốc d−ới tác dụng của một vật nhỏ nhất.

Do những khó khăn không thể khắc phục đ−ợc, nên cho đến nay, các sách giáo khoa vẫn phải bằng lòng sử dụng tính chất hai nghĩa ấy của thuật ngữ quán tính, nh−ng sử dụng có thận trọng hơn. Tính chất “quán tính” hiểu theo cách thứ nhất cùng với định luật I Newton. Để diễn tả hết tính chất của thuật ngữ gắn với định luật II Newton, ng−ời ta dùng đến thuật ngữ “mức quán tính”. Nh− vậy:

- Quán tính là tính chất bảo toàn vận tốc của vật thể, hay nói chính xác hơn quán tính là hiện t−ợng bảo toàn vận tốc của vật thể trong chuyển động.

- Mức quán tính là tính chất của vật thể thu đ−ợc gia tốc khác nhau d−ới tác dụng của những lực không bằng nhau. Do đó, khối l−ợng của một vật là đại l−ợng đặc tr−ng cho mức quán tính. Do vật thể có quán tính mà nó có mức quán tính. Tuy nhiên hai khái niệm “quán tính” và “mức quán tính” hoàn toàn không đồng nhất với nhau.

Một phần của tài liệu BÀI GIẢNG NGHIÊN CỨU TRƯƠNG TRÌNH VẬT LÍ PHỔ THÔNG (Trang 30 - 32)