Ta vita mô tả cuộc sống không trong lượng trong vệ tinh nhân tạo của Trái Đất - hé rơi tứ đo trên Trái Đất. Nhưng chính diéu ấy cũng xảy ra trong con tau liên hành tinh
bay ra ngoài phạm vi lực hấp dẫn, khi nó chuyển động thắng và đều.
Do đó, nguyên lý tương đương đã đưa ra kết luận về sự tương đương hấu như hoàn toàn giữa hệ quy chiếu rơi tự do đưới tác dụng của trọng lực và hệ quy chiếu chuyển động thẳng đều ở xu tác dụng của các lực hút Trong hệ thứ nhất “trọng lực hướng
SVTH: _#4„yăằ 24a . 2x4 Trang 108
Lite vim ⁄ nightie GVHD: Dung Bio Fang
xuống” cin bằng với “trong lực hướng lên”. Trong hệ thứ hai là không có trong lực.
Chúng ta sẽ không tim được sự khác biệt nào giữa các hệ đó.
- Khi tàu hỏa tăng tốc : lúc đó anh ta cảm thấy mình bị một lực đẩy vẻ phía sau. Điều
này được giải thích :
- Đối với HQC không quán tính gắn với tàu : anh ta chịu tác dung của lực quan tính
E„ =-m a hướng vé phía sau (với a là gia tốc của tàu).—
- Đối với HQC quán tính : Người trong toa tàu gắn với ghế bởi lực ma sát, chính lực
ma sát này giữ anh ta trên ghế. Phân trên của cơ thể có khuynh hướng giữ nguyên chuyển động thẳng đều sẽ đi châm hơn cái ghế đang chuyển đông nhanh dần cho nên
người bị ngả về phía sau.. Theo cách giải thích này thì không có lực quấn tính đặt vào
người gây ra chuyển động tương đối của anh ta mà do khuynh hướng giữ nguyên chuyển động theo quán tính khi tau chuyển động nhanh dẫn.
© Đó cũng là hai cách giải thích khác nhau, nhưng chúng ta nhận thấy rằng việc đưa
vào lực quán tính để giải thích các chuyển động tương đối sẽ thuận lợi và rõ ràng hơn.
- Khi tau hỏa giảm tốc: lực quán tính F=—ma xuất hiện hướng về phía trước. Lúc
đó anh ta cảm thấy mình bị một lực đẩy về phía trước.
- Khi tàu chuyển động theo đường vòng :
Ta biết rằng, một chuyển động theo đường tròn ngay cả với tốc độ không đổi cũng là
omen Vv 3=
chuyển động có gia tốc. Gia tốc hướng tâm a,, = R sẽ càng lớn nếu tàu hỏa chuyển động càng nhanh và bán kính chỗ vòng cáng nhỏ. Trong trường hợp này, HQC gắn với
tàu trong thời gian tàu vòng là HQC không quán tính có chuyển động tròn nên xuất
hiện lực quán tính ly tâm tác dụng lên hành khách trong tau hod F, = mwˆ,R. Dưới
tác dụng của lực này hành khác có cảm giác như bị đẩy về phía ngoài đường vòng.
SVTH: Mpuydn 2⁄42n. 2x4 Trang 109
7244 vim tit nghii GVHD: Dumg Dio Fang
Thông thường. tác dung của lực ly tâm trong tàu hỏa tàu điện. 6 tô là tương đối nhỏ,
gây ít khó chịu. Tuy nhiên, khi chuyển động nhanh trên đường vòng, lực ly tâm có thể đạt đến giá trị lớn và gây nguy hiểm đến tính mạng. Xảy ra trong các trường hợp máy bay bay vòng gấp ngoặc
2.Hién tượng định vị thang bằng ở tai người
Bình thường cơ thể của chúng ta giữ được thăng bằng cũng như định vị trong không
gian là nhờ một bộ phận chức nang gọi là tiền đình ốc tại. Trong tai có ba vành khuyên
(bố trí theo ba chiều không gian). bên trong có chất dịch chuyển đông. Nhờ vào đó mà cơ thể giữ được thang bằng, tư thế định vị trong không gian.
Nếu như ta làm động tác “xoay bổ bổ” nghĩa là quay vòng tròn xung quanh mình vài
vòng, ta sẽ thấy mọi vật đều quay, sau đó không giữ được thăng bằng nữa và ngã nhào,
kèm theo cảm giác chóng mặt, đau đầu. Lý do là khi ta quay, HỌC gắn với ta là HỌC không quán tính, nên làm xuất hiện lực quán tính ly tâm tác dung lên hệ thống dịch
trong ốc tai. Dưới tác dung của lực này, hệ thống dich trong ốc tai có xu hướng bị đẩy ra ngoài, gây rối loạn tiền đình ốc tai. Lúc này cơ thể không còn định hướng được nữa và bị
ngã nhào.
Trường hợp với động tic “thut dấu” nghĩa là ta đứng lên, ngồi xuống nhiều lắn với tốc độ nhanh, khi ấy HQC gắn với ta là HQC không quán tính có chuyển động thẳng.
Trong HQC này, hệ thống dịch chịu tác dụng của lực quán tính có phương không đổi nhưng chiếu thay đổi liên tục, Triệu chứng xảy ra tương tự như trên nhưng trường hợp
này là hiệu ứng chuyển đông theo chiểu thẳng đứng.
3. Chuyển động ly tâm
Chuyển động ly tâm là chuyển động có thực dd xét trong HQC quán tính hay xét
trong HQC quay.
Ta hãy xét thí đụ : một vật dat trên bàn quay. Khi bàn quay nhanh đến một mức nào đó thì vật sẽ văng ra ngoài , tức là chuyển động ly tâm. Cả người quan sát trên mặt đất lin người quan sát đứng trên bàn đều thấy vật chuyển động ly tâm. Chỉ có sự giải thích chuyển đông ly tâm của hai người quan sắt là khác nhau :
- Ngưỡi quan sat đứng trên mặt đất giải thích : vất chuyển đông ly tâm là do lực ma sát nghỉ cực dai nhỏ hơn lực hướng tâm cẩn thiết để giữ cho vật chuyển động tròn cùng
với bàn. Đối với người quan sát này thì vật không chịu lực ly tâm và lực ly tâm không
tổn tại.
- Còn người quan sát đứng trên ban quay giải thích ; vat chuyển động ly tâm là do lực
ly tâm tác dụng vào vắt lớa hơn lực ma sat nghỉ cực đại.
SVTH: #4„ydằ 24a. Z4 Trang 110
“20w wan lot aghinp GVHD: Luang Pao Fring
Tuy nhiên vẫn có người hiểu sai là bất kỳ vật nào chuyển đông tròn déu cũng chịu lực ly tam. Sai ở chỗ người đó không chỉ rõ vật được xét trong HQC nào, HQC quán tính
hay HỌC quay
* Chuyén động ly tâm có nhiéu ứng dung:
- Máy vất ly tâm ray nước (thí dụ: trong máy giật): lực ly tâm tác dung vào các giọt
nước làm chúng lọt qua các lỖ nhỏ trên thành máy và vãng ra xa
- Máy ly tâm lắng : lực ly tâm tác dụng vào các hạt chất rang rất nhỏ lơ lửng trong
nước là chúng lắng thành can ở đáy bình, đáy ống nghiệm
- Trò chơi trong công viên : “Bánh xe cười "
Khách bước vào cái bàn tròn, ai muốn đứng hay nim, ngồi tuỳ ý. Một động cơ dat ngắm ở bên dưới quay sàn nhè nhẹ quanh trục thẳng đứng. Đầu tiên quay chậm rồi sau cảng ngày càng quay nhanh dfn và lúc ấy dưới tác dung của lực quán tính ly tâm
Femw? R tất cả mọi người ở trên sàn đều bất đầu tụt ra mép sàn. Đấu tiên, chuyển
đông ấy không rõ rệt nhưng càng ngày các hành khách càng xa din trung tâm của sản
và đến những đường tròn có bán kính ngày càng lớn. Hành khách không còn cách nào gi? nguyên tại chỗ được và bị hất văng ra khỏi “bánh xe cười”.
4. Hiện tượng thủy triều
Là hiện tượng dâng lên hay hạ xuống kế tiếp nhau của mực nước trong đại đương đưới tác dụng của lực tương tác hấp dẫn giữa Mặt Trăng và Trái Đất.
Để đơn giản cho việc khảo sát ta giả thiết vỏ Trái Đất là mot mặt cấu nhắn được bao phủ một lớp nước. Giả sử dưới tác dụng hấp din của Mặt Trăng, Trái Đất thu được
sơ G.m
một gia tốc A :A= ——
r
m : khối lượng Mat Trăng
r : khoảng cách từ Mặt Trăng đến tâm Trái Đất
Rõ rang, lớp nước ở vùng 1 gắn Mặt Trăng thu được gia tốc a; lớn hơn, còn lớp nước ở vùng 2 phía xa Mặt Tring thì thu được gia tốc ay bé hơn.
G.m G.m
ai #= —~ ay“=
(r— R}Ỷ (r+R)!
ay <AÀ<â;
SVTH. Nguyen Lister Think Trang 111
Lian cứa tit nghitps GVHD: Lamy Bao Fang
Với R : ban kính Trái Đất
Đề biết nước dich chuyển như thế nào so với quả đất, ta tìm gia tốc của nước trong hệ
quy chiếu gấn với quả đất. Khi đó,nếu chọn hệ quy chiếu gắn với Mật Trăng là cố định thì ta có định lý công vận tốc -
V xe = V mex TD + Viren
Lấy dao hàm theo thời gian t :
—_— — An + tenn
Hay a=a+AÁ
Vậy, gia tốc nước đối với quả đất (gia tốc thủy triều) là :
Hay a=a-A
- Đối với điểm ở gắn Mặt Trăng nhất :
a’, = ay -A>0
& Véctơ gia tốc này hướng từ Trái Đất đến Mat Trang nên nước ở đây được nâng lên
(vũng 1)
- Và với điểm xa mặt trăng nhất :
a’; =a:-A <0—
=> Véctơ gia tốc này hướng ra xa mặt trăng, kết quả nước ở vùng 2 cũng được nâng
lên.
Như vậy, nước ở quả đất ding lên không chỉ ở phía gắn Mat Trăng mà cả ở phía xa Mặt Trăng nữa. Vì vậy, mà thủy triểu có thể được quan sát hai lin trong một ngày, cách
nhau 12 giờ.
Hiện tượng thủy triểu trên đây chỉ có tính chất lý thuyết.
Trong thực tế chế độ thủy triểu
ở từng nơi diễn ra phức tạp do
cấu wo địa thế và còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác do
xuất hiện lực ly tâm do Trái Đất
quay quanh trục của nó, vị trí
tương đối giữa Trái Đất với Mật
trắng. MAL trời.
SVTH: Apuydn List Toga Trang 112
ÝỶ... GVHD: Fuamy Pio Fang
5. Vệ tinh thông tin (vệ tinh địa tĩnh)
Người ta dùng những về tinh đứng yên trong HỌC quay của Trất Đất (về tinh địa tinh) làm vệ tính thông tin. Trong HQC này, về tinh chiu hai lực - lực hấp dẫn và lực ly tâm Muốn cho hai lực này cân bằng nhau thì vệ tinh thông tin phải ở trên quỹ đạo nằm trong mat phẳng xích dao và ở độ cao cách tâm Trái Đất 42 000km. Vì các về tinh thông
tin ở rất cao so với bau khí quyển nên chúng không bị sức cần của không khí và có thể ở
mãi trên quỹ đạo. Và vì chúng đứng yên ở một điểm ở phía trên xích dao, nên từ một máy phát đật trên mặt đất có thể phát một chùm sóng vô tuyến cực ngắn luôn luôn hướng về vệ tinh. Vệ tinh tách chùm sóng và phát chùm sóng thứ ha: về trạm thu trên
mat đất.
Khi tim hán kính gy dao của vệ tinh dia tinh ta xuất phát từ : Fy = Fy
cung =mw R = my .R. - R x
GM, T’
Suy ra : R`= ——
4m
2
Với: G =6,67.10"' 2
kg
My =6,0.10TM kg
T = 24h = 864005 Tim được : R = 42.000 km
C. HỆ QUY CHIẾU KHONG QUAN TÍNH TRONG THUYẾT TƯƠNG