Bài giảng Vật Lý 1 - Phần 1: Cơ học - Chương 1: Động học chất điểm - Lê Quang Nguyên

Nội dung text: Bài giảng Vật Lý 1 - Phần 1: Cơ học - Chương 1: Động học chất điểm - Lê Quang Nguyên

1. Nội dung: Mô tả chuyển động 1. Vị trí và độ dịch chuyển Các khái niệm căn bản 2. Vận tốc Động học chất điểm 3. Gia tốc 4. Chuyển động ném xiên Áp dụng Lê Quang Nguyên 5. Chuyển động tròn đều www4.hcmut.edu.vn/~leqnguyen nguyenquangle59@yahoo.com Thay đổi hệ quy chiếu 6. Cộng vận tốc và gia tốc 1. Vị trí, độ dịch chuyển 1. Vị trí, độ dịch chuyển (tt) • Vectơ vị trí: Chất điểm Quỹ đạo • Δͦľ ≠ quãng đường Δs !! Quãng đường có độ dài Δs
   
   
   
   rt( ) = xti( ) + ytj( ) + ztk( ) Đơn vị: mét (m) Vectơ Vô hướng Δͦľ Vị trí ͦľ(t) • Độ dịch chuyển trong • Nếu chất điểm đi một ͦľ(t) z ͦľ khoảng thời gian Δt: (t+Δt) vòng kín và trở lại vị trí z ͦľ
   
   
   ban đầu thì: (t+Δt) ∆=r rt +∆ t − rt y ( ) ( ) ͦľ x − Δ = 0, y Hệ quy chiếu • Δͦľ hướng từ vị trí đầu − nhưng Δs ≠ 0. x đến vị trí cuối .
2. Câu hỏi 1 3b. Gia tốc tiếp tuyến và pháp tuyến-1 • Trong trường hợp nào sau đây vật có gia ͩt tốc bằng không? ͩn R ͕ľ a) Vật có tốc độ không đổi. t ͕ľn b) Vật có vận tốc không đổi. ͕ľ c) Vật có quỹ đạo cong. R: bán kính cong quỹ đạo ut: vectơ đơn vị tiếp tuyến, hướng theo chiều chuyển động un: vectơ đơn vị pháp tuyến, hướng về phía lõm của quỹ đạo 3b. Gia tốc tiếp tuyến và pháp tuyến-2 3b. Gia tốc tiếp tuyến và pháp tuyến-3
   
   
   Quỹ đạo Chiều chuyển động a= an + a t 2 a
   
   n a
   v
   dv n a a= u a= u n nR n tdt t ≠ 0 khi ͪľ thay ≠ 0 khi ͪľ thay đổi phương đổi độ lớn an luôn hướng về phía lõm quỹ đạo, = 0 khi quỹ đạo thẳng theo chiều chuyển động: v tăng a luôn tiếp tuyến quỹ đạo t ngược chiều chuyển động: v giảm
3. 4. Chuyển động ném xiên - 4 4. Ném xiên – Tóm tắt =sin θ − vy v0 gt ax = 0 Nếu biết: • gia tốc và dy =sin − = − v0 θ gt a g • dt y điều kiện ban đầu v= v cos θ dy= vsin θ − gtdt x 0 Tích phân để tìm: ( 0 ) • =sin θ − vận tốc và vy v0 gt y t • vị trí lúc t bất kỳ =sin θ − ∫dy ∫ () v0 gtdt xxv= + cos θ t y0 0 0( 0 ) = +sin θ − 1 2 1 2 y y0( v 0 ) t2 gt y= y + vsin θ t − gt 0() 0 2 Bài tập 1 Trả lời BT1(a) Một viên đá được ném • Lúc t = T , khi viên đá chạm đất thì y = −h: từ nóc một tòa nhà với yT=+ y vsin θ T −1 gT2 =− h góc 30°, vận tốc 20 ( ) 0( 0 ) 2 m/s. Chiều cao tòa nhà là h = 45 m. Tìm: (a) Thời gian chuyển • Suy ra thời gian bay T: động cho tới khi viên 1 sinθ sin θ 2 2  T= v0 +() v 0 + gh đá chạm đất. g   (b) Tốc độ của viên đá ngay trước lúc chạm • Trả lời: T = 4,22 s đất.
4. 6a. Vận tốc tương đối – 2 6b. Gia tốc tương đối • Ta có: • Lấy đạo hàm công thức cộng vận tốc theo t:
   
   
   r = r′ + R ͪľ
   
   
   a= a′ + A • Lấy đạo hàm theo thời ͪ′ gian:
   
   
   ͐ dr dr′ dR • Khi K’ có vận tốc không đổi thì ̻ľ = 0: = +
   
   dt dt dt ⇒a = a ′
   
   
   
   
   
   ′ v= v + v v= v + V M/K M/ K’ K’ /K
   
   
   
   
   
   v′ = v − V v= v + v M/K’ M/ K K/K’ Bài tập 2 Trả lời BT2 Một xe ôtô chuyển động về phía đông với tốc • Trong hqc gắn với xe độ 50 km/h. vận tốc các hạt mưa hợp một góc 60 ° so với Trời đang mưa, các hạt mưa rơi thẳng đứng 60 ° phương thẳng đứng. v’ v so với mặt đất. Vệt nước mưa ở cửa bên của xe hợp một góc 60° so với phương thẳng • Vận tốc của xe nằm đứng. ngang so với mặt đất. Hãy tìm vận tốc của các hạt mưa so với • Vận tốc của
   mưa
   
   so với V mặt đất: v= v′ + V (a) xe ôtô, Xe: hqc K’ • v thẳng đứng, (b) mặt đất. Đất: hqc K • ⇒ Tam giác bên là vuông.