8. Bố cục của luận văn
2.2.1. Nội dung về kiến thức
1. Lực. Tổng hợp và phân tích lực.
+ Lực là đại lượng vectơ đặc trưng cho tác dụng của vật này vào vật khác, mà kết quả là gây ra gia tốc cho vật hoặc làm cho vật biến dạng.
+ Tổng hợp lực là thay thế nhiều lực tác dụng đồng thời vào cùng một vật bằng một lực có tác dụng giống hệt như tác dụng của toàn bộ những lực ấy. Lực thay thế này gọi là hợp lực.
+ Quy tắc hình bình hành : Hợp lực của hai lực đồng quy được biểu diễn bằng đường chéo(kẻ từ điểm đồng quy) của hình bình hành mà hai cạnh là những vec tơ biểu diễn hai lực thành phần.
+ Phân tích lực là thay thế một lực bằng hai hay nhiều lực có tác dụng đồng thời và gây hiệu quả giống hệt như lực ấy. Các lực được thay thế gọi là các lực thành phần.
+ Đơn vị của lực là Niutơn (N). 2. Ba định luật Niutơn.
+ Định luật I : Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc nếu chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng 0, thì nó giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều.
+ Định luật II Niu-tơn :Vec tơ gia tốc của một vật luôn cùng hướng với lực tác dụng lên vật. Độ lớn của vec tơ gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của vec tơ lực tác dụng lên vật và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật :
m F a = hay F=m.a
+ Định luật III Niu-tơn : Trong mọi trường hợp, khi vật A tác dụng vào vật B một lực thì vật B cũng tác dụng trở lại vật A một lực. Hai lực này là hai lực trực đối. FA→B = −FB→AhayF AB= −FBA
3. Các loại lực cơ học. a. Lực hấp dẫn :
+ Định luật vạn vật hấp dẫn : Hai vật bất kỳ đều hút nhau. Lực hút giữa hai vật (coi như chất điểm) tỉ lệ thuận với tích của hai khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.
2 2 1. . r m m G Fhd =
Trong đó m1, m2 là khối lượng hai vật, r là khoảng cách giữa chúng, G
là hằng sô hấp dẫn có giá trị bằng 6,67.10-11 2 2 . kg m N
+ Chuyển động ném ngang có thể phân tích thành hai chuyển động thành phần theo hai trục toạ độ (gốc O tại vị trí ném, trục Ox hướng theo vectơ vận tốc đầu v0, trục Oy hướng theo vectơ trọng lực P.
Chuyển động thành phần theo trục Ox là chuyển động thẳng đều với các phương trình : ax = 0 (1) vx = v0 (2) x = v0.t (3)
Chuyển động thành phần theo trục Oy là chuyển động rơi tự do với các phương trình : ay = g (4) vy = g.t (5) y =
2 1
g.t2 (6)
+ Chuyển động ném xiên có thể phân tích thành hai chuyển động thành phần theo hai trục toạ độ (gốc O tại ví trí ném, trục Ox hướng theo phương ngang, trục Oy hướng thẳng đứng lên trên, mặt phẳng xOy chứa vectơ v0)
Chuyển động thành phần theo trục Ox là chuyển động thằng đều với các phương trình : ax = 0 (1) vx = v0.sinα (2) x = v0.cosα .t (3)
Chuyển động thành phần theo trục Oy là chuyển động thằng biến đổi đều với các phương trình :
ay = -g (4) vy = v0.sinα – g.t (5) y = v0.sinα.t - . 2
2 1
t g (6) + Lực đàn hồi là lực xuất hiện khi một vật bị biến dạng, và có xu hướng chống lại nguyên nhân gây ra biến dạng.
- Định luật Húc : Trong giới hạn đàn hồi, lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo : Fđh = - k.∆l
(dấu trừ để chỉ lực đàn hồi luôn ngược chiều với chiều biến dạng ). + Lực ma sát:
- Lực ma sát nghỉ: Xuất hiện ở mặt tiếp xúc và giữ cho vật đứng yên khi nó bị một lực tác dụng.
Không có hướng nhất định, luôn ngược với hướng của lực tác dụng. Không có độ lớn nhất định, có độ lớn bằng độ lớn của lực tác dụng và độ lớn có giá trị cực đại.
Công thức : Fmsnmax = µn.N hay Fmsn ≤ µn.N (µn là hệ số ma sát nghỉ). Có trường hợp µt≈µn. Cũng có trường hợp µt và µn chênh lệch nhau đáng kể.
- Lực ma sát trượt : Xuất hiện ở mặt tiếp xúc khi hai vật trượt trên bề mặt của nhau.
Có hướng ngược với hướng vận tốc tương đối của vật đối với vật kia. Có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của áp lực (lực pháp tuyến) lên mặt tiếp xúc. Công thức : Fmst = µt.N (µt là hệ số ma sát trượt)
- Lực ma sát lăn: Xuất hiện ở mặt tiếp xúc khi một vật lăn trên mặt một vật khác.
Có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của áp lực.
Hệ số ma sát lăn nhỏ hơn hệ số ma sát trượt hàng chục lần. 4. Hệ qui chiếu có gia tốc:
- Hệ qui chiếu chuyển động có gia tốc so với một hệ qui chiếu quán tính gọi là hệ qui chiếu phi quán tính.
- Trong một hệ qui chiếu chuyển động với gia tốc a so với hệ qui chiếu quán tính, các hiện tượng cơ học xảy ra giống như là mỗi vật có khối lượng m chịu thêm một lực bằng –m.a. Lực này gọi là lực quán tính : Fqt =−m.a. Lực
quán tính không có phản lực. 5. Lực hướng tâm:
- Khi một vật chuyển động tròn đều, hợp lực các lực đặt lên vật là lực hướng tâm Fht: R v m a m Fht ht 2 . . = = .
- Trong hệ qui chiếu quay với vận tốc góc ω (hệ qui chiếu phi quán tính), ngoài các lực do các vật khác gây ra, mỗi vật có khối lượng m còn chịu thêm một lực quán tính li tâm, có chiều hướng ra xa tâm quay O và có độ lớn : Flt = m.ω2.R ( R là khoảng cách từ vật đến tâm quay O ): Flt =−m.aht
- Hiện tượng tăng, giảm, mất trọng lượng: xảy ra trong thang máy chuyển động có gia tốc, trong con tàu vũ trụ lúc phóng lên hoặc lúc trở về mặt đất…, khi đó người sẽ đè lên thang máy hoặc lên sàn tàu vũ trụ một lực lớn hơn ( tăng trọng lượng ), hoặc nhỏ hơn ( giảm trọng lượng ) lực hấp dẫn Pu = m gu. Khi đó P m g a= .( + ) còn được gọi là trọng lực biểu kiến và độ lớn P gọi là trọng lượng biểu kiến.