De tae MOT SO KINH NGHIỆM KHI GIẢI BÀI TOÁN CƠ HỌC TRONG HỆ QUY CHIỀU QUÁN TÍNH VÀ KHÔNG QUÁN TÍNH GVHD: Dương Đào Tùng SVTH : Nguyễn Xuân Thịnh Niên khoá : 2000-2004 $ Due sự quan tâm day đỗ aia các thầu cô trường đại hoc Sw Pham TPHCM trong suất bn năm qua đã giúp em mớ rộng Kiên thức, nâng cao hidu biét vd để hodn thank quyén (uận van nàu em ấược sự chi dan nhiét tink thdy cô va ban 6è. Nhdn đâu, em xin gỗi lời cảm ơn chan thank đến: va Thdy Duong Dio Ting đã danh nhiéu thoi gian tà công sức, nhiét tinh chi dan em trong suốt quá trink fam (luận van. vs Ban chii nhiém va các thầu cô trong Khoa Vat Ly. ws Thi tiện trường Dai Hoc Sư Pham.
Các ban sinh vién vat lj Khoa Vat Cú Khóa 26. Sau cùng, em xin chdn thank cảm ơn 2(ội đồng xét đuuệt (luận văn aia Khoa Vat Cú trường Dai Hoc Sư Pham va một (ẩn nữa em Kink círíc sức Kide đến Qúu thdy có. MỤC LỤC eee! PHAN I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT A. HỆ QUY CHIẾU QUAN TÍNH 1.
Khái niệm về hệ quy chiếu quần tỉnh ,.-- 222211 1222 11311212111 111111117 2 IL:Nguyên lý tàu đổi Gaill6G224zs:6iicc6t0260/002c0300)10,01610004041011062 046g) 3 1H. Công thức động học-đông lực học-các định luật nâng lượng. 3 trong hệ quy chiếu quán tính B. THAY ĐỔI CÁC HỆ QUY CHIẾU L.
Công thức vận tốc LR[ö D4. HỆ QUY CHIẾU KHONG QUAN TÍNH 1. Khái niêm về hệ quy chiếu không quán tính IL. Lực quán tính IIL.
Công thực động lực học-các định luật năng luơng trong hệ quy chiếu không quán tính PHẦN H: MỘT SỐ KINH NGHIỆM KHI GIẢI BÀI TOÁN CƠ HỌC TRONG HỆ QUY CHIEU QUAN TÍNH VÀ KHONG QUAN TÍNH A. TÓM TẮT PHƯƠNG PHÁP GIẢI L. Đối với hệ quy chiếu quán tính Il. Đối với hệ quy chiếu không quán tính II.
Mối quan hệ giữa hệ quy chiếu quán tính và không quán tính B MỘT SỐ DANG BÀI TOÁN CƠ HỌC Dang |: Bài toán động hoc - Bài toán chuyển động cong - Bài toán chuyển động thẳng Dạng 2: Vật chuyển động trên nêm - Hệ hai vật chuyển động tương đối với nhau - Hệ ba vật chuyển động tương đối với nhau Dang 3: Hệ liên kết chuyển động với ròng roc - Hệ liên kết với hệ quy chiếu không quán tính chuyển đông thẳng - Hệ liên kết với ròng roc gắn trên nêm - Bài toán leo day Dang 4: Hệ gắn với chuyển động quay ~ Rơi tự do trên mâm quay - Chuyển động trén mắm quay ‹ Chuyển đông của chất điểm trên mặt cấu, mắt nón quay quanh trục - Ban súng trên nêm quay - Chuyển động của con lắc đơn trong hệ quay - Sự cân bằng twin đối trong hệ quay Dang 5: Các dang khác - Bài toán con lắc đơn trong hệ quy chiếu không quán tinh - Bài toán pấn với chất lưu A. HỆ QUY CHIẾU TRÁI DAT-ANH HƯỚNG CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA TRÁI ĐẤT QUANH TRỤC L. Sự lệch phương của trọng lực khỏi quán tính Trái Đất IL Một số quan điểm về trọng lực và trọng lượng 1. Trình bày một số quan điểm 2.
Theo quan điểm của SGK Vật Lý 10 cải cách giáo dục dang được thí điểm 3. Thí du minh họa I! Anh hưởng của lực quấn tinh Coriolis trong hệ quy chiếu Trái Đất 1. Thi nghiệm nổi tiếng chứng minh sự tự quay của Trái Đất 2. Làm rõ sự lệch về phía Đông của vật rơi tự do 3.
Các biểu hiện khác của lực quán tính coriolis B. ANH HUONG CUA LUC QUAN TÍNH VÀO CÁC HIỆN TƯỢNG TRONG ĐỜI SONG 1. Trạng thái tăng giảm trọng lượng Il. Trạng thái không trọng lượng Ill.
Sự tương đương giữa hai hệ quy chiếu khác nhau nhưng cùng xảy ra hiện tượng không trọng lượng TV. Một vài hiện tượng vật lý khác 2. Hiện tượng định vị thing bằng ở tai người 3. Chuyển động ly tim 4, Hiện tượng thủy triểu.
Vệ tinh thông tin C. HỆ QUY CHIẾU KHÔNG QUÁN TÍNH TRONG THUYẾT TƯƠNG ĐỐI CỦA EINSTIEN “4a vin 4 nghitf GVHD:.21a«s Pic Fang LOI NOI DAU Chuyển đồng là một khái niệm cơ bản trong cơ học. Chuyển dong của một vật thể là sự thay đổi vị trí của vật đó so với các vật khác theo thời gian Để xác định vị trí của một vật trong không gian ta cẩn chon mot vật làm mốc và một hệ trục toa đô gấn với vật làm mốc nhằm xác định các toa đô của vật đó. Trong trường hợp đã biết rõ qũy dao thì chỉ cẩn chọn một điểm làm mốc và một chiếu dương trên qủy đạo là đủ.
Khi nghiên cứu chuyển động của một vật là cho biết tọa đô của vật đó ở những thời điểm khác nhau. Muốn thế ta phải chọn gốc thời gian, thông thường người ta chọn gốc thời gian là thời điểm vật bất ddu chuyển động và phải dùng đồng hé để đo khoảng thời gian trôi qua tính từ gốc thời gian đến thời điểm mà ta quan tầm, Một sự kiện khá hiển nhiên là một vật đứng yên trong hệ quy chiếu này lại có thể chuyển động xo với hệ quy chiếu khác. Chẳng han, người ngồi trên toa xe lửa đang chuyển động sé nói rằng cái ghế anh ta đang đứng yên trong không gian, trong khi một người đứng ở sân ga lại khẳng định cái ghế đó đang chuyển động. Từ đó ta thấy rằng, chuyển đông của một vật thể được nhận thấy theo cách khác nhau bdi hai người quan sát đang chuyển động tương đối với nhau.
Rö ràng chuyển đông hay đứng yên chỉ có tinh chất tương đối tùy theo hệ quy chiếu mà ta chọn. Vi vậy, đối với việc giải một bài toán cơ học, chọn hệ quy chiếu là công việc quan trọng đấu tiên. Khi chúng ta chon hệ quy chiếu thích hợp giúp cho việc giải bài toán trở nên đơn giản hơn rất nhiều. Nhưng cơ học không phải là môi món học dé, đo đó với những kiến thức đã có chúng tôi gập phải không ít khó khăn trong việc vận dụng nó vào các bài toán cơ học hay giải thích các hiện tượng vật lý trong đời sống, trong tự nhiên.
Bên cạnh đó, việc cải cách nội dung chương trình bộ môn Vật lý ở cấp phổ thông trung học đã đưa thêm một số kiến thức mới về cơ học nói chung. đặc biệt về hệ quy chiếu không quán tính và lực quán tính nói riêng. Những vấn dé này chưa dé cập trong sách giáo khoa phổ thông mà chỉ nói đến ở chương trình các lớp chuyên Lý và Đại học. Đứng trước những ban khoán ấy, được sự hướng dẫn của thầy Duong Đào Trưng, tôi quyết định nghiên cứu về để tài *Afột số kinh nghiệm khi giải bài toán cơ học trong hệ quy chiếu quan tính và không quán tính".
Hy vong rằng, qua đó tôi sẽ nấm được sâu sắc và kỹ càng hơn những kiến thức về cơ học. mà trong đó đác biệt là hệ quy chiếu quán tính và không quán tính. Đáy là những kiến thức quan trọng khi nói đến chuyển động cơ học, mà chúng sấp được triển khai dai trà vào sách giáo khoa phổ thông. Vì thế, tôi mong rằng: luận van này sẽ như mot tài liệu tham khảo, giúp các ban sinh viên khoa Vậy lý bổ sung một số kiến thức cần thiết phục vụ cho việc giảng day sau này, SVTH: Apuydn 224» Thanh Trang | `.
GVHD: Damg Bio Tang PHAN | CO SO LY THUYET A. HE QUY CHIEU QUAN TÍNH I. KHÁI NIÊM HỆ QUY CHIEU QUAN TINH: Ý nghĩa của định luật | Newton là ở chỗ nó định nghĩa một loại hè quy chiếu, trong đó các định luật của Newton áp dụng được. Do đó, định luật 1 Newton có thể phát biểu như sau: "Nếu hợp các lực tác dụng lên vật bằng không (0) thì có thể tìm được các hệ quy chiếu, trong đó vắt này không có gia tốc", “Tén tại những hệ quy chiếu mà đối với chúng, một vật sẽ bảo toàn vận tốc của mình, nếu không chịu tac dụng của vật khác, hoặc tấc dung của vật khác bù trừ lẫn nhau ".
Những hệ quy chiếu trong đó định luật I Newton được nghiệm đúng gọi là hệ quy chiếu quán tính hay hệ quy chiếu Galilée. Và nếu đã tồn tại một hệ quy chiếu quán tính thì sẽ tổn tại vô số hệ quy chiếu quán tính khác, đó là những hé quy chiếu chuyển động thẳng đều đối với một hệ quy chiếu quán tính mà ta đã xác định được. Theo cách định nghĩa này thì định luật I Newton là tiêu chuẩn xác định một hệ quy chiếu là hệ quán tinh hay không quán tính. * Vấn để đặt ra là trong thực tế người ta xem những hệ quy chiếu nào là hệ quy ch.Ýu quần tinh: Khi chưa có cách xác định một hệ quy chiếu theo nghĩa tuyệt đối người ta quy ước chọn một số hệ quy chiếu mà ta có thể xem gắn đúng là hệ quy chiếu quán tính, - Khi khảo sát chuyển động của các vật trên mặt đất hoặc ở lân cận mặt đất xảy ra trong một khoảng thời gian ngắn và trong khoảng không gian hẹp, người ta chọn hệ quy chiếu gắn với mặt đất hoặc chuyển động thẳng đều so với mặt đất là bệ quy chiếu quán tính.
Hệ quy chiếu này thường được sử dụng trong việc giải đa số các bài toán cơ học. - Hệ quy chiếu địa tâm: xem hệ quy chiếu gan với tâm trái đất là hệ quy chiếu quấn tinh. Hệ quy chiếu này được dùng trong việc khảo sát chuyển động của các vệ tỉnh nhân tạo, mt trắng, các con tàu vũ trụ bay quanh trái đất. - Hệ quy chiếu Copernic (hệ Nhật tâm): khi nghiên cứu pham vi rộng như chuyển động của các hành tinh, Newton chọn hệ quy chiếu lấy gốc ở tắm mặt trời và có ba trục toa độ hướng về ba ngôi sao cố định ở rất xa mắt trời.
Hệ quy chiếu gắn với tâm mật trời SVTH: Mpuydn 22x Think Trang 2 1. GVHD: Dung Piso Fis là hoàn toàn thích hợp dé định luật quán tính được nghiệm đúng với đê chính xác cao trong các hiển tượng cơ học mà ta nghiên cứu. Các hệ quy chiếu trên thực ra không hẳn là hệ quy chiếu quán tính. chúng ta sé xét kỹ hơn ở phần III.
NGUYÊN LY TƯƠNG ĐỐI GALILÉE: Theo định luật thứ nhất của Newton, ta thấy rằng cân cứ vào chuyển đông tư do của các chất điểm thì không thể phan biệt được hệ quy chiếu quan tinh này với hệ quy chiéu quan tính khác.