8. Cấu tru ́c khóa luận
2.2.5. Lực và phản lực
Trong mọi trường hợp, khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng tác dụng lại vật A một lực. Hai lực này có cùng giá, cùng độ lớn, nhưng ngược chiều.
B A A B
F → = −F →
ur ur
hay FurBA = −FurAB
Một trong hai lực gọi là lực tác dụng còn lực kia gọi là phản lực. Lực và phản lực luôn xuất hiện hoặc mất đi đồng thời.
Lực và phản lực không cân bằng nhau vì chúng đặt vào hai vật khác nhau. Lực tác dụng thuộc loại gì (hấp dẫn, ma sát, đàn hồi,...) thì phản lực cũng thuộc loại đó.
Do G rất nhỏ nên lực hấp dẫn chỉ đáng kể khi ít nhất một trong hai vật có khối lượng lớn.
Lực hấp dẫn giữa hai chất điểm tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.
Hệ thức của lực hấp dẫn là: 1 2 hd 2 m m F G r =
trong đó m1, m2 là khối lượng của hai chất điểm, r là khoảng cách giữa chúng, hệ số tỉ lệ G được gọi là hằng số hấp dẫn.
G = 6,67.10-11N.m2/kg2
2.2.7. Lực đàn hồi
Lực đàn hồi xuất hiện ở hai đầu của lò xo và tác dụng vào các vật tiếp xúc (hay gắn) với lò xo, làm nó biến dạng.
Hướng của lực đàn hồi ở mỗi đầu lò xo ngược với hướng của ngoại lực gây biến dạng. Khi lò xo bị giãn, lực đàn hồi của lò xo hướng theo trục lò xo vào phía trong, còn khi lò xo bị nén, lực đàn hồi của lò xo hướng theo trục của lò xo ra ngoài.
Định luật Húc : Trong giới hạn đàn hồi, độ lớn của lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo.
Fđh = k l
trong đó, l =𝑙 − 𝑙0 là độ biến dạng của lò xo. Hệ số tỉ lệ k gọi là độ cứng của lò xo (hay hệ số đàn hồi). Đơn vị của độ cứng là niutơn trên mét (N/m).
2.2.8. Lực ma sát
Lực ma sát là lực cản trở chuyển động, xuất hiện tại mặt tiếp xúc giữa 2 bề mặt vật chất, chống lại xu hướng thay đổi vị trí tương đối giữa hai bề mặt.
❖ Lực ma sát trượt:
Xuất hiện: khi một vật chuyển động trượt trên bề mặt một vật khác Tính chất:
Không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc, và tốc độ của vật Tỉ lệ với độ lớn của áp lực
Phụ thuộc vào vật liệu va tình trạng của hai mặt tiếp xúc. Nó có độ lớn tỉ lệ với độ lớn của áp lực theo công thức
mst t F = N trong đó: N là áp lực tác dụng lên vật
t là hệ số tỉ lệ gọi là hệ số ma sát trượt, phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của hai mặt tiếp xúc.
❖ Lực ma sát lăn:
Để làm giảm độ lớn của ma sát trượt trong một số trường hợp người ta sử dụng thêm các bánh lăn hoặc vòng bi.
Khi đó lực ma sát lăn xuất hiện khi một vật lăn trên bề mặt một vật khác để cản trở chuyển động lăn của vật.
❖ Lực ma sát nghỉ:
Kéo lực kế với một lực nhỏ, khúc gỗ không chuyển động, theo định luật III
Niu-tơn phải có lực cân bằng với lực kéo trong trường hợp này người ta đưa vào
khái niệm lực ma sát nghỉ.
Đặc điểm của lực ma sát nghỉ:
Có hướng ngược với hướng của lực tác dụng, song song với mặt tiếp xúc có độ lớn bằng độ lớn của lực tác dụng khi vật chưa chuyển động.
Khi lực tác dụng song song với mặt tiếp xúc lớn hơn một giá trị nào đó vật sẽ trượt.
Độ lớn của lực ma sát trượt bằng độ lớn của lực ma sát nghỉ cực đại. Vai trò của lực ma sát nghỉ:
Nhờ có ma sát nghỉ ta mới cầm được các vật trên tay, đinh mới được giữ lại ở tường, sợi mới được kết thành vải…
2.2.9. Lực hướng tâm
Lực (hay hợp lực của các lực) tác dụng vào một vật chuyển động tròn đều và gây ra cho vật gia tốc hướng tâm gọi là lực hướng tâm.
2 2 ht ht mv F ma m r r = = =
trong đó: m là khối lượng của vật r là bán kính quỹ đạo tròn
là tốc độ góc
v là vận tốc dài của vật chuyển động tròn đều.
2.2.10. Chuyển động ném ngang
Chuyển động ném ngang là một chuyển động có thể phân tích thành hai chuyển động thành phần theo 2 trục tọa độ (gốc 0 tại vị trí ném, trục 0x hướng theo vectơ vận tốc đầu v0, trục 0y hướng theo vecto trọng lực P).
Cá c phương trình của chuyển động thành phần theo trục Ox của Mx
( )
0 0
0; ; 15.3
x x
a = v =v x=v t
Mx chuyển động đều (chuyển đô ̣ng theo phương ngang là chuyển đô ̣ng thẳng đều)
Cá c pt của chuyển động thành phần theo trục Oy của My 2 1 ; ; (15.6) 2 y y a =g v =gt x= gt
My chuyển động nhanh dần đều (chuyển đô ̣ng theo phương thẳng đứng là chuyển đô ̣ng rơi tự do)
Dạng quỹ đa ̣o: 2 2 2 0 1 2 2 g x gt x v
= = => Quỹ đa ̣o của vâ ̣t là đường Parabol
Thờ i gian chuyển đô ̣ng: t 2h g
=
Tầm ném xa: L xmax v t0 v0 2h g
