CHƯƠNG I : CÁC LỰC CƠ HỌC PHAN A : LUC THE VÀ TRƯỜNG LUC THE A. Khai niệm lực thé A.1 Lực hấp dẫn và trường hấp dẫn A. Khái niệm về trường hấp dẫn A. Phát hiện định luật van vật hấp dẫn A.
Do hằng số hấp dẫn G A. Gia Lộc hap dan và gia tộc trọng trường a, Giải thích giữa trong lực và trọng lượng SVTH : Nguyễn Thị Hồng Luin van tl aghigy GVHD : Thay Nguyễn Khắc Nhap ay hệ qui chiêu không quán tính ay, Lue quan tính a,» Giải thích hiện tương vật lý bằng 2 hệ qui chiêu a;yXác định phương trình chuyển động của chất điểm đối với hệ qui chiếu không quán tính A.5 Tính chất thế của trường hấp dẫn A. Lực đàn hồi A.3 Đặc điểm của lực đàn hồi A. Định luật Hooke A.
Thực tế giảng dạy PHAN B.1 Khái niệm về ma sát B.3 Tính chất của ma sát B.4 Phân loại ma sát B.5 Tác dụng của ma sát B.6 Thực tế giảng dạy CHƯƠNG T11 : UNG DỤNG CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON VÀ CÁC LỰC CƠ HỌC A. PHƯƠNG P > D C HOC e Phương pháp động lực hoc - hai bài toán cơ ban động lực học SVTH : Nguyễn Thị Hồng 6 Lagu tầm tal aghi¢p GVHD: Thay Nguyễn Khắc Nhạp e "Thực tê khi su dụng phương pháp động lực hoe để giải bài toán cơ học phô thông A.1 Chuyên động của vdt trên mat phẳng nghiêng -Khảo sát chuyến động trên mat phẳng nghiêng - Bai loan “Thực tế giảng day A.2 Chuyển động tròn déu cưới tác dung của các lực cơ học - Xf4e định biểu thức gia tốc hướng tâm - lực hướng tam - Các ứng dung - Hiệu ứng ly tâm “Thực tê giảng day A.3 Chuyển động của vật trong hệ quy chiêu không quán tính - Phương pháp giải toán - Bài toán - Thực tê giảng dạy A.4 Hiện tượng tầng giám không trọng lượng - Hiện tượng - Bài toán “Thực tế giảng dạy CHƯƠNG IV: TĨNH HỌC A. Trọng tâm của vật rắn. Cân bằng của vật rắn khi không có chuyển động quay quanh một trục quay cố định.
Cân bằng của vật rắn có trục quay cố định. SVTH : Nguyễn Thị Hồng 1 Luan tần tot ngi¿Èp GVHD: Thay Nguyễn Khắc Nhap CHUONG I: eee CHUYEN DONG VÀ CÁC ĐỊNH LUAT VE CHUYỂN DONG Doi khi ta quan sdt một vat — có thé là I chiếc 6 Lô, hay một qua bong. Các vật nay có thé’ thay doi van tốc cia nó. Khi đó các vật sẽ có gia tốc, vậy vấn dé : Tai sao 1 vật thay đối vận tôc của nó ? Bang các quan sát thực té cho ta biết là khi diéu này xáy ra thi ta luôn luôn có thé tìm được một hay nhiều vật ở gan đó liên quan đến sử thay đôi nay.
Ta cũng có thể liên hệ gia tốc của hạt với 1 sự tương tác nào đó giữa hat với môi trường xung quanh. Tham chí khi ta thay 1 vật thay đối vận tốc mã không có nguyên nhân rõ rang thì ta cho rằng có cái mẹo gi đây. Ví dụ : như 1 quả cấu dang lân mà đột nhiên đổi hướng thì ta phải xem có nguyên nhân nào tác dung vào quá cầu không ? Vậy bài toán dat ra: Cho 1 vật ma cho biết các đặc trưng của vật như khói lượng, hình đáng, thé tích, diện tích v. , cho biết day du thông tin về môi trường của vat.
Văn dé ta muốn biết vật sẽ chuyến động ra sao ? Issac Newton ( 1642 — 1727) là người đấu tiên giải quyết bài toán này bằng cách đưa ra các định luật về chuyển động và thuyết van vật hấp dẫn. Nhiệm vụ cúa chương nay sé giúp người học hiểu ro thêm về su chuyên dong trong cu hye SVTH : Nguyễn Thị Hồng 8 Luin câu tối aghign — GVHD : Thay Nguyễn Khắc Nhạp + aw PI H + Ụ a: A.1 Khái niệm vé lực : xá. - Tai sao mot lực thay đổi vận tốc cua nó ? “Thực nghiệm cho rằng đó la do lực tác dụng lên vật. Vậy lực là gì ?.
Ta định nghĩa lực ( day hoặc kéo) thông qua gia tốc của một vật chuẩn da chọn. Thé nào là vật chuẩn ? - Chuẩn khối lượng SI là một hình trụ Platin — iriđi, được lưu trữ tại viện cân do Quốc tế gấn Paris, được Quốc tê thóa thuận là có khối lượng 1 kilôgam. - Ta định nghia lực 1 cách thận trọng bằng gia tốc mà nó truyền cho một vật mốc chuẩn. Ta đặt vật chuẩn đó lên 1 bàn nằm ngang không có ma sát và kéo vật về bên phải sao cho san nhiều phép thử, nó có một gia tốc đo được là Im/s*.
Khi đó, ta có thế nói rằng ta đang tác dụng một lực có độ lớn là 1 Newton lên vật chuấn. - Ta có thể tác dung một lực 2N lên vật chuẩn bằng cách kéo nó sao cho gia tốc đo được của nó là 2m/s* v.Tổng quát, ta thấy rằng nếu vật chuẩn có gia tốc a thì phải có một lực F tác dụng lên nó & độ lớn của lực này bằng độ lớn của gia tốc. - Gia tốc là một đại lượngVéctơ, vậy lực có là một đại lượng véctơ không ? Ta có thé chọn cho lực một chiều, đó là chiéu của gia tốc mà lực tao ra cho vật chuẩn. Tuy nhiên , như vậy vấn chưa đủ để chứng lực là một véctu , ta còn phải chứng minh rằng lực tuân theo các định luật cộng véctơ va chi bang thực nghiệm ta mới có thé thấy nó có tuân theo hay không ? gid sử ta đống thời tác dụng lên vật chuẩn một lực 4N theo trục x và một lực 3N theo trục y với cả 3 trục đầu SVTH : Nguyễn Thị Hồng 9 nam ngàng trên mat ban không ma sát.
Các lực lan lượt tác dung lên vật chuẩn tạo chovật một gia tốc 4m/s* theo trục x x 3m/s* theo trục y. Nếu hai lực tác dụng đồng thời thì như thế nao ? "Thực nghiệm cho thấy rang: gia tốc của vật chuẩn là 5m/s* và có hướng như hình 1. Tổng vectơ nay là tong hợp lực, có độ lớn ốN và có hướng như hình 1. Thi nghiệm tương tự thí nghiệm này déu cho cùng một kết quả.
Điều này cho thấy rằng không còn nghỉ ngờ gì về các lực là các vecto, Ching có độ lớn và — hướng, cộng theo quy tắc cộng vectơ. luức được ký hiệu là F. Vậy lực là một đại lượng vecto, Lức là đại lượng có hướng ( phương & chiều) Veetơ lực có hướng trùng với hướng vecto gia tốc mà lực truyén cho vật, đường thẳng mang vecto lực gọi là giá của lực, có điểm đặt vào vật. - Vận tốc của vật chuẩn thay đối là do ta kéo vật, làm chovật dịch chuyển gây ra gia tốc.
Nói khác đi đó là do sự tương tác giữa bàn tay ta và vật chuẩn, Khái quát, vận Lốc của các vật chí thay đối khi có vật khác tác dụng vào nó. Ngoài ra, ta thấy sự tương tác giữa các vật sẽ làm cho vật bị biên dang, vi dụ khi nếm một qua bóng vào tường, dùng tay nén lò xo V. Trén cư sở đó, ta có thé phát biểu về khái niệm lực như sau : SVTH :; Nguyễn Thị Hồng 10 Lun via tất aghi¢n GVHD : Thay Nguyén Khắc Nhạp Lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng của vật nay vào vật khac, kết quả là truyền gia tốc chovật hoặc làm chovat bị biến dang. Tong quát lực la một khái niệm dé mô ta tác dung cơ học của vat này lên vật khác.
Nó chính là mức do tương tác cơ học giữa các vat the A.2 Khối lượng: - Thực nghiệm cho rang chuyển động của vật phụ thuộc và yêu tổ thứ hai, đó là khôi lượng của vật. Vậy khối lượng được hiếu chính xác như thê nào? - Thực tê cho thấy cùng một lực sẽ tạo ra các gia tốc khác nhau ớ những vat khác nhau. That vậy, ta hãy dat một qua bóng chay & 1 quá ki trên nến nhà rồi cho mỗi qua một cú đá mạnh như nhau thì gia tốc của quả bóng chày lớn hơn nhiều, gia tốc khác nhau vì khôi lượng của quá bóng chày và quả kỉ khác nhau. Nhưng chính xác thì khối lượng là gì ? - Giống như lực , khối lượng cũng là một L -—> đại lượng vật lý.
Về mặt định lượng ta hay gan "._ một lò xo vào vật chuẩn như hình 2 và cho nó a’ > Lwset ; = —> k&———ờ ~- một gia tốc 4, thí du bằng 1m/s*. Khi đó, lực RR=.:—— 4 lò xo dat vào vật bằng IN và lò xo có độ dan A L. Theo định nghĩa, khối lượng my của vật chuẩn đúng bằng 1kg thay vật chuấn bằng 1 vật bất ky ( vật x) và lại tác dụng cùng 1 lực IN lên nó sao cho lò xo cùng giản cùng một lượng A L như trong thí nghiệm với vật chuẩn. Giá sử gia tốc a, của vật X bằng 0,35m⁄s”, khối lượng m,.
SVTH : Nguyễn Thị Hồng II Lugn van tết nghiÈp GVHD: Thay Nguyễn Khắc Nhạp Két qua thực nghiệm cho thay : nêu có cùng một lực tác dụng lên hai vật khác nhau thì ta định nghĩa tỉ số các khối lượng của chúng là nghịch dao của tỉ số các gia tộc của chúng Về hình 2 Do đó : MO a Im/s* L=— 2 —pm, = iMy.— =(lÑÐ)————-y = đkg m, a, a 0,25m/ s° Do đó vat x chi nhận được một phan tư gia tốc của vật chudn khi cùng chịu | lực tac dung. Bằng định nghĩa này thì vật x có khối lượng gấp 4 lần khối lượng vật chuẩn. Vậy bằng cách này ta có thể gán khối lượng cho các vật khác vật chuẩn. - Tuy nhiên, ta can kiếm tra lại phương pháp này bằng cách.
* Cách I : Ta lap lại việc so sánh với vật chuấn, nhưng sử dụng 1 lực tác dụng chung khác. Giả sử ta làm cho lò xo dan nhiều hơn trước để gia tốc a'¿ của vật chuẩn là 5m/s*, thế là ta đã ding 1 lực ðN thay cho lực 1N để so sánh khối lượng. Từ thực nghiệm cho a’ Smi/s? m, ‘ =m, a’, —— s (thy )./x? -=4 ke thấy nếu dat lực 5N này vào vật x thi gia tốc a, của nó là 1,25m/s* Khi đó khối lượng ma ta tìm được cho vật x là : Vậy kết quá đúng như với thí nghiệm với vật chuấn Như vậy, phương pháp của chúng ta gan khối lượng cho các vật bat ky cho các kết quá phù hợp, bat kế ta dùng lực nao để so sánh va dùng vật nào để làm chuẩn so sánh, chứng tó khôi lượng là một dae trưng cé hữu của vật.