mở đầu.2, PHÉP BIÉN ĐỔI LORENTZ.1, Phép biến đồi Lorentz.2, Một số hệ qu ả.3, Định lý cộng vận tốc.SỰTƯONGĐƯƠNGaỮAKHỠLUỤNGVÂNÀNGLƯỌNG. Sự phụ thuộc của khối lượng vào tốc đ ộ. Hệ thức giữa khối lượng và năng lượng. Ý nghĩa chung của thuyết tương đối.180 Tóm tắt chương 8.
A p s u At t ạ i M ộ t đ ié m t r o n g c h At l ư u. Khối lượng riêng. Áp suất tại một điểm trong lòng chất lưu (ápsuất thuỷ tĩnh). ứng dụng nguyên lý Pascal - Máy ép thuỷ tĩnh.
PHƯƠNG TRÌNH LIÊN TỤC. Khái niệm đường dòng. Phương trinh lièn tục. PHƯƠNG TRlNH BERNOULLI.
Thiết lập phương trinh Bernoulli. Áp dụng phương trình Bernoulli. Sự chảy của chất lỏng trong ống dẫn. Biểu thức cho lực cản nhớt.201 Tóm tắt chương 9.
210 Tài liệu tham khảo.219 £ ằ õ ỉtá iy đ Â u / “G iáo trình Vật tý Cơ - N h iệt Đại cương" là sự tích lũy kiến thức và kinh nghiệm nhiều năm trong quá trinh giảng dạy và nghiên cứu của tác giả ở trường Đại học Tổng hợp Hà Nội (trước đây) và các tniờng trong Đại học Quốc gia Hà Nội (hiện nay). Sách được biên soạn từ các bài giảng của tác giả cho các ngành Vật lý, Toán học, Hóa học, Sinh vật học, Điện tử viễn ửiông, Địa lý, Địa chất, Khí tượng - Thủy văn và Môi trường. Biên soạn cuốn sách này tác giả đã cố gắng cập nhật thường xuyên cả về hình thức lẫn nội dung của chưoíngr trình Vật lý từ các nước tiên tiến nhất. Cho đến nay, các ngành cần học môn Vật lý trong Đại học Quốc gia có cùng một chương trình giảng dạy “Vật lý Đại cương” nhưng vẫn chuồ có một giáo trình thống nhất chung.
Điều đó đòi hỏi cần phải có một cuốn sách làm cơ sở chung cho các ngành học môn Vật lý, chúc» đựhg đầy đủ những nội dung cơ bản để các thầy, cô giáo và các sinh viên có thế sử dụng làm giáo trình giảng dạy chính hoặc tài liệu thũrn khảo. Mặt khác, trong lúc các trường Đại học ở nước ta đang chuyển đổi từ phương pháp học theo niên chế sang phương pháp học theo “tín chỉ” thì việc cung cấp những tài liệu mới và cập nhật cho sinh viên trong quá trình tự học là điều cấp thiết. Viết cuốn sách này tác giả mong muốn sẽ giải quyết được những yêu cầu đó. Cuốn sách được chia làm hai tập: Tập một là phần Cơ học (đại cương) bao gồm 9 chương và tập hai là phần Nhiệt động học và Vật lý phân tử bao gồm 8 chương.
Cuối mỗi tập sách đều có phần phụ lục mà trong đó độc giả có thế tra cứu các hằng số và các thông số Vật lý trong quá trinh giải bài tập và tham khảo khi cần thiết. Trong mỗi chương của giáo trình, các phần cơ sở lý thuyết, hiện tượng, bảii chất vật lý và sự giải thích các hiện tượng để dẫn đến các đính luật hay nguyên lý đều được trinh bày một cách hệ thống, ngắn gọn, đơn giản và dễ hiếu. Thêm vào đó, sau mỗi chương đều có các bài tập áp dụng nhằm làm sáng tỏ và minh họa sâu sắc bản chất vật iý sinh động của các vấn đề lý thuyết tiong thực tế. ơ nhuTig phần quan trọng, tác giả đuầ thêm mục tóm tắt, bảng tổng kết hoặc so sánh để độc giả dễ dàng ghi nhớ.
Trong quá trình biên soạn, tác giả đã cố gắng đảm bảo tính khoa lạc, tính sư phạm và tính lô-gic trong toàn bộ chương trình, nhằm giúp cho độc giẳ dễ dàng tiếp thu được các vấn để cơ bản của môn khoa học mang tính trừli tượng cao đó là “Vật lý học”. Cuốn sách này còn có ửiể dùng làm tài liệu giảng dạy hoặc tham lh.ảo trong các tniờng Đại học thuộc khối kỹ thuật ngoài Đại học Quốc gia hoặc các tniờng Cáo đẳng nói chung có chương trình học môn Vật lý Đại cương, Để hoàn ửìành cuốn sách này, tác giả xin chân ửiành cảm ơn các dồTig nghiệp ứong và ngoài Đại học Quốc gia Hà Nội đã đóng góp nhũhg ý kiêV q|uý báu ừong quá binh biên soạn, cảm ơn các đồng nghiệp trong khoa vật lý tr/ờng Đại học khoa học tự nhiên: PGS. Bùi Văn Loạt, PGS. Hoàng Nam ỉlhật, TS.
Nguyễn Anh Tuấn đã động viên, góp ý cho phần nội dung. Hy vọng rằng, cuốn sách này sẽ giúp ích nhiều cho các giáo viên, học ,irih, sinh viên trong quá trình giảng dạy và học tập các môn Vật !ý Đại cương đặc biệt là phần Cơ - Nhiệt. Tác giả trân trọng cảm ơn nhữìng ý kiến đóng góp của các thầy, cô giáo và các em học sinh, sinh viên để lần xuất bản sau được Iơàn thiện hơn. Các ý kiến đóng góp xin gửi về đ\ã chỉ : GS.
Nguyễn Huy Sinh, khoa Vật lý ừiiờng Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội noặc công ty CP sách Đại học - Dạy nghề, Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam. 25 Hlàn Thuyên, Hà Nội. Hà Nội, tháng 6 năm 2010 GS. Nguyễn HuySiinh ĐỘNG ■ HỌC • CHẤT ĐIỂm 1.
Hệ đo lường quốc tế Năm 1971, Hội nghị Quốc tế lần thứ 14 về đo lường đã chọn một số đơn vị cơ bản gọi là hệ đơn vị Quốc tế. Ba đại lượng cơ bản trong cơ học được chọn là: mét là đon V đo độ dài (m), kilôgam (kg) là đơn vị để đo khối lượng và giây là đơn V để đo thời gian (s), bởi vì tất cả các thứ nguyên của những đại lượng vật lý thường gặp trong cơ học đều bắt nguồn từ ba đại lượng này. Hệ đơn vị này được gọi là hệ SI (International System o f Units). Các đại lượng vật lý khác có thể dẫn ra từ ba đơn vỊ cơ bản nêu trên trong hệ SI.
1 Joule = Im^kgs"^ (đơn vị đo nhiệt lượng, công và năng lượng). Để đo các đại lượng vật lý khác người ta còn sử dụng các đơn vị như: mol, cường độ dòng điện (A), nhiệt độ tuyệt đối (K) và cường độ ánh sáng. Để mô tả các đại lượng quá lớn hoặc quá nhỏ người ta dùng sổ mũ (âm và dưong) dạng lũy thừa của 10 đối với các đơn vỊ trong hệ SI. Ngoài ra có thể dùng cách chuyển đổi đơn vị, ví dụ: 2phút = 2 X 60giây = 120giây.
Khái niệm về các đại lượng và đơn vị cơ bản trong hệ SI 1. Độ dài Hội nghị Đo lường Quốc tế lần thứ 11 đã chọn độ dùi chuẩn cho 1 mét là : độ dài bằng 1.763,73 lần bước sóng trong chân không của íinh sang đỏ - da cam phát ra từ các nguyên lừ đồng vị của Cripton (’^^’Kr). Để nâng cao độ chính xác, hội níỉhị Do lường Quốc tế lần thứ 17 đã định nghĩa độ dài của mét như sau : mét là dộ dài đoạn đường mà ánh sáng cii được trong chân không trong khoáng thời gian 1/299. Định nghĩa này tương đ ư ơ n g với định nghĩa VC vận tốc ánh sá n g có ihề đo được chính xác là: c = 299.
Cho biết một số độ dài có thể đo được Độ đài Mét Bán kính Trái Đầt 6.10® Chiều cao núi Everes 9,10^ Độ dày 1 tờ giấy A4 1.10“^ Độ dài một vi-rút điẻn hinh Bước sóng ánh sáng 5.10'^ Bán kính nguyèn tử Hiđro 5. 10' ^ Bán kính của prốtỗn « 10''® 1. Thời gian Thông thưòng thời gian dùng để ghi nhận sự kiện xảy ra khi nàO' và sự kiện đó xảy ra trong bao lâu? Trong nhiều thế kỷ, người ta dùng sự quiay cùa Trái Đất quanh trục của nó để xác định độ dài cùa một ngày làm chiuấn và một giây (s) được định nghĩa bằng 1/86400 của 1 ngày. Tuy nhiên, sự lấy chuẩn này không đảm bảo yêu cầu độ chính xác về khoa học và công nghệ hiện đại.
Vì vậy năm 1967, Hội nghị Đo lường Quốc tế lần thứ 13 đã thông qua đơn vị chuẩn của giây (see) trên cơ sở đồng hồ nguyên tử xesi. Định nghĩa: Một giáy Ici lh('ri gian đé xay ra 9192631770 dao động cùa hức xạ ánh sáng do nguyên tư xesi phái ra. Dồng hồ xesi chạy khoáng 300 000 năm mới sai số 1 giây. Ngày nay, người ta có thể chế tạo được đồng hồ có độ chính xác rẩt cao.2 cho biết một số khoáng thời gian có thể đo được: Bảng 1.
Những khoảng thời gian có thể đo được Khoảng thời gian Giây Thời gian sống của proton (dự đoán) > 10"° Tuổi của vũ trụ 5.10'" Tuổi của kim tự tháp Kê - ồp 1.10” Thời gian Trái Đất tự quay quanh trục của nó (1 ngày) 9.10" Thời gian sống của muyon 2.10^ Thời gian Planck = 10"*^ 1. Khối lượng Đon vị chuẩn của 1 kg là một khối họp kim Platin - iridium hình trụ lưu giữ tại viện do luờng Quốc lế Pari (dùng đo khối lượng). Ngoài ra còn dùng khối lượng của 1 nguyên tứ Cacbon 12 (đó là khối lượng 12 đơn vị khối lượng nguyên từ đồng nhấi, ký hiệu là u) với hệ thức giữa mẫu chuấn u và mầu chuẩn kg là : lu = 1,6605402. Đơn vị liên hệ đến hộ SI là moi, đó là đại lượng dùng để đo lượng chất.
Một mol của nguyên lứ ''C có khối lượng chính xác bằng 12 gam và chúa số nguyên tử đúng bàng số Avogadro N a = 6,0221367. Một niol cùa những chất khác cũng chứa số nguyên tử hoặc phân tử đúng bằng số Avogadro. MỘI sổ khổi lượng của vật thể được ghi trong bảng 1. Một số khối lượng của vật có thể đo được tính gần đúng V ặ t th ế kg Vũ trụ đã biết.
1 0 “ M ặt T rời 2 ,1 0"“ M ặt Trăng 7 .10'" Táu vượt đại dương 7 10" Con voi 4.10‘ '° Phân tử Penicillin 5.10“ '' Nguyên tử Uran 4. Các bội số và ước số cơ bản của mét, kilôgam và giãy trong hệ đơn vị SI Thừa số Tiếp dầu ngữ Ký hiệu Thừa số Tiếp đàu ngữ Ký hiệu 10'“ yotta- Y ỵocto y 1Ò^' zetta- z 10'^' ^ zepto- z 1Ó™‘ " exa- E 10-’“ atto- a 10^" peta- p 10-'^ femto- f 10’" tera- T 10*’^ : pico- 1 p 10“ gtga- G 10““ nano- n 10“ mêga- M 10^^ micro- 10" kilô- k 10-^ milll- m 10^ hectô- h 10'^ centi- c 10’ đêca- da 10"^ đêxi- ^ d 1. CHUYẾN ĐỘNG THÁNG 1. Đặc điểm Cả vù frụ và mọi vật tồn tại trong vũ trụ đều chuyển động.
Chuyển động đơn giản nhất là chuyển động thẳng. Vật chuyển động có các tính chất chung sau: - Chuyển động chỉ diễn ra dọc ửieo một đường thẳng (đứng, ngang, nghiêng). - Có thể coi là bản thân nó tự chuyển động (nhanh, chậm dần và đổi hướng,.