Bài giảng Vật Lý 1 - Phần 1: Cơ học - Chương 2: Động lực học chất điểm - Lê Quang Nguyên

Nội dung text: Bài giảng Vật Lý 1 - Phần 1: Cơ học - Chương 2: Động lực học chất điểm - Lê Quang Nguyên

1. Nội dung 1. Các định luật Newton 2. Hai loại hệ quy chiếu 3. Hệ quy chiếu không Động lực học chất điểm quán tính và lực quán tính. Lê Quang Nguyên www4.hcmut.edu.vn/~leqnguyen Isaac Newton nguyenquangle59@yahoo.com (1642-1727) 1a. Định luật 1 Newton 1b. Định luật 2 Newton • Nếu lực toàn phần tác • Lực toàn phần tác động lên một chất điểm động lên một chất điểm bằng tích của khối lượng và gia tốc của vật. bằng không thì vận tốc
   
   
   
   Ftot = ma
   dv d( mv ) của chất điểm không ma= m = đổi. 2 dt dt 1N= 1 kg . m s − Chất điểm đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng • Định luật này còn có thể viết dưới dạng:
   
   
   yên.
   dp p= mv Ftot = − Chất điểm chuyển động dt là động lượng của chất điểm sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều. Các định luật Newton
2. Trả lời câu 1(a) (tt) Trả lời câu 1(b) - 1 • F là lực duy nhất tác động N1 lên hệ trên phương ngang. F • Áp dụng định luật 2 m1 F21 F m1 Newton trên trục x cho hệ m2 hai vật: F= mma + tot, x( 1 2 ) x m1g F= m + ma x ( 1 2 ) m1 × gia tốc của vật 1 = tổng các lực lên vật 1
   
   
   
   
   =+ + + F ma1 1 F mg 1 N 1 F 21 a =
   
   m+ m 1 2 a1 = a vì hai vật chuyển động cùng nhau Trả lời câu 1(b) - 2 Trả lời câu 1(b) - 3 • F21 là lực tiếp xúc do m2 N2 tác động lên m1. F12 F F21 F Lực F không m2 • Dùng định luật 2 Newton tác động lên trên trục x cho m1: m1 m2 vật 2! F− F21 = ma 1 m g x 2 F F=− F ma =− F m 21 1 1 m2 × gia tốc của vật 2 = tổng các lực lên vật 2 m+ m
   
   
   
   1 2 = + + ma2 2 mg 2 N 2 F 12 F
   
   F21= m 2 a2 = a vì hai vật chuyển động cùng nhau m1+ m 2
3. Trả lời BT 2 (a) (tt) y Trả lời BT 2 (b) 2 • Tương tự như trên khi gia tốc • Khi thang máy tăng tốc lên trên ay = 2m/s : hướng xuống: a 2.0 m s 2  T=40 N + 1 = 48.2 N a  T 9.8 m s 2  = +=y + 1   T may mg mg   g  • Khi thang máy tăng tốc xuống dưới ay = • Thang máy tăng tốc xuống dưới −2m/s 2 : nên a < 0: y 2.0 m s 2  mg T=40 N 1 − = 31.8 N T< mg 2  9.8 m s  BT 2 – mở rộng 1 BT 2 – mở rộng 2 • Xác định chiều chuyển động của thang máy • Nếu dây thang máy đột ngột đứt, cân chỉ bao trong từng trường hợp. nhiêu?
4. Trả lời BT 3-3 Bài tập 3 – mở rộng m− m a2 a= a = 2 1 g • Điều gì xảy ra: 2 y + m1 m 2 • a) khi hai vật có khối lượng bằng nhau? m2 • Nếu m2 > m1 • b) m1 >> m2? − a > 0: ͕ľͦhướng xuống a2 − m2 đi xuống • Nếu m2 < m1 a1 − a < 0: ͕ľͦ hướng lên y m1 − m2 đi lên a1 Bài tập 4 Trả lời BT 4 N F Hệ số ma sát trượt • Dùng định luật 2 Newton T θ giữa vật m2 và mặt cho vật 2 trên trục x và y: bàn là μ. Fcos θ− T − µ Nma = 2 2 x f m2g Hãy tìm độ lớn gia tốc Fsinθ +− Nmgma2 = 2 2 = 0 của hai vật. y y • và trên trục y cho vật 1: • Ma sát trượt ngược x T− mg1 = ma 1 1 chiều chuyển động, y • Do được nối với nhau, có • ma sát trượt = hệ T cùng độ lớn gia tốc: số ma sát × phản a= a ≡ a lực vuông góc từ 2x 1 y mặt bàn m1g
5. 2. Hai loại hệ quy chiếu - 1 2. Hai loại hệ quy chiếu - 2 • Thí nghiệm con lắc Foucault . • Nhận xét: • quán tính • − Lẽ ra con lắc phải dao động trong mặt các định luật Newton nghiệm đúng phẳng xác định bởi vị trí ban đầu của nó Hệ quy chiếu và phương thẳng đứng, − bởi vì không có lực nào tác động theo • không quán tính phương vuông góc với mặt phẳng này. • các định luật Newton − Tuy nhiên trên thực tế con lắc vừa dao không nghiệm đúng động vừa quay quanh phương thẳng đứng! 3a. Hệ quy chiếu không quán tính – 1 3a. Hệ quy chiếu không quán tính – 2 • K’ tịnh tiến gia tốc A trong hqc quán tính K . • z’ quán tính • Gia tốc của chất điểm A • có vận tốc không đổi so trong hai hqc thỏa: với một hqc quán tính
   
   
   y’ Hệ quy chiếu a= a′ + A x’ z • Trong K:
   
   
   
   • không quán tính ma= F =ma′ + mA tot y • chuyển động có gia tốc đối • Suy ra: x với một hqc quán tính
   
   
   
   
   ma′ = F − mA ma′ ≠ F ! K’ là hqc không tot tot quán tính