3.3.1.1. Các khái niệm 1. Động lượng.
Khái niệm:
Động lượng của một vật có khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v là đại
lượng được xác định bởi công thức:
p =mv
* Tính chất:
+ Động lượng là một đại lượng vectơ cùng hướng với vectơ vận tốc của vật.
+ Động lượng phụ thuộc vận tốc nên cũng thay đổi trong các hệ quy chiếu khác nhau.
+ Động lượng của một hệ nhiều vật bằng tổng động lượng của tất cả các vật trong hệ
theo biểu thức vectơ:
1 2 3 ...
p= p + p + p +
2. Động năng
Khái niệm:
Động năng của một vật khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v là năng lượng mà vật đó có được do nó đang chuyển động và được xác định theo công thức:
2 d 1 W = 2mv * Tính chất:
+ Động năng là một đại lượng vô hướng (không âm)
+ Động năng phụ thuộc hệ quy chiếu
+ Động năng của một hệ gồm nhiều vật bằng tổng động năng của các vật trong hệ:
2 2 d 1 1 2 2 1 1 W ... 2m v 2m v = + +
73
3. Thếnăng
Khái niệm:
Thếnăng là năng lượng của một hệcó được do tương tác giữa các phần của hệ thông qua lực thế.
⚫ Thếnăng trọng trường: Wt =mgz
Trong đó z là độ cao của vật so với gốc thếnăng (ở đây ta chọn chiều dương của trục Oz hướng lên). ⚫ Thếnăng đàn hồi: 2 dh 1 W 2kx =
Trong đó x là độ lệch của vật so với gốc thế năng (gốc thếnăng ứng với trạng thái lò xo không biến dạng).
* Tính chất:
+ Thếnăng là một đại lượng vô hướng (có thể âm, có thểdương hoặc bằng không). + Thếnăng phụ thuộc vào việc chọn gốc thếnăng.
4. Công
* Định nghĩa:
Công thực hiện bởi một lực không đổi là đại lượng đo bằng tích độ lớn của lực và hình chiếu của độ dời điểm đặt trên phương của lực.
( ) A = F.s.cos = F,s ▪ Công của trọng lực: AP =mgh
h là khoảng cách thẳng đứng giữa điểm đầu và điểm cuối.
▪ Công của lực đàn hồi: dh ( 2 2) 1 2 F 1 A 2k x x = − k: độ cứng của lò xo x1: độ biến dạng đầu
74 x2: độ biến dạng cuối
▪ Công của lực ma sát: Ams = −F sms. = −Ns
: hệ số ma sát
* Đơn vị công: J (jun) * Tính chất:
+ Công là một đại lượng vô hướng (có thểdương, âm hoặc bằng không). + Công phụ thuộc hệ quy chiếu.
+ Công có tính chất cộng được.
5. Công suất
Công suất là đại lượng có giá trị bằng thương số giữa công A và thời gian t cần để
thực hiện công ấy. . . t t F s F v = = = Đơn vị: W (oat) 6. Hiệu suất A A = với A: công có ích A: công do lực phát động thực hiện 7. Năng lượng
Năng lượng là đại lượng đặc trưng cho khảnăng thực hiện công của một vật hoặc một hệ vật.
8. Hệ kín (hệ cô lập)
Khái niệm:
Một hệ vật gọi là hệ kín nếu chỉ có những lực của các vật trong hệ tác dụng lẫn nhau (gọi là nội lực) mà không có tác dụng của những lực từ bên ngoài hệ (gọi là ngoại lực) hoặc nếu có thì những lực này phải triệt tiêu lẫn nhau.
75
Trong thực tế, trên Trái Đất khó có thể thực hiện được một hệ tuyệt đối kín. Hệ gồm vật và Trái Đất cũng chỉ gần đúng là hệ kín vì vẫn luôn tồn tại các lực hấp dẫn từ thiên thể trong vũ trụ tác dụng lên hệ. Trong các hiện tượng như nổ, va chạm, các nội lực xuất hiện
thường rất lớn so với ngoại lực thông thường, nên có thể coi gần đúng là hệ kín trong thời gian ngắn xảy ra hiện tượng.
3.3.1.2. Các định luật bảo toàn
1. Định luật bảo toàn động lượng
* Định luật: Tổng động lượng của một hệkín được bảo toàn onst
p c
=
*Trường hợp có các ngoại lựcFi : nếuFx = Fix = 0 px = pix =const
* Xung lực bằng độ biến thiên động lượng của vật: F = t p
2. Định luật bảo toàn công
Khi vật chuyển động đều, hoặc khi vận tốc vật ởđiểm đầu và điểm cuối bằng nhau ta có: Apđộng = /Acản/
Cũng có thể phát biểu:
+ Được lợi bao nhiêu lần về lực thì thiệt bấy nhiêu lần vềđường đi.
+ Máy là những công cụ biến đổi lực. Không có máy nào làm lợi cho ta về công.
3. Định luật bảo toàn cơ năng
* Định luật: Cơ năng toàn phần của một hệ cô lập được bảo toàn. W = Wt + Wđ= không đổi
* Định lý vềđộ giảm thếnăng: Wt1−W =At2 F (F là lực thế )
* Định lý động năng: Wd =Wd2 −Wd1 = AF (F : ngoại lực)
4. Định luật bảo toàn năng lượng
76
* Năng lượng chỉ biến đổi thông qua tương tác giữa các vật. Hệkín không tương tác
với trường ngoài thì năng lượng tổng cộng không đổi.
2 1
E = → E E=0