CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ THUYẾT VỀ PHẦN CƠ HỌC 1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM 1. Chuyển động thẳng đều a) Định nghĩa: - Là chuyển động thẳng trên một đường thẳng trong đó vật đi được những quãng đường bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau bất kì. - Là chuyển động thẳng trong đó: = cons b) Vận tốc: - Vận tốc của chuyển động thẳng đều là đại lượng Vật Lý đặc trưng cho sự nhanh hay chậm của chuyển động và đo bằng thương số giữa quãng đường đi được và khoảng thời gian để đi hết quãng đường đó.
- Biểu thức: v = trong đó s: quãng đường (1.1) t : thời gian - Đơn vị : m/s, km/h, cm/s. c) Gia tốc: v = const nên a = 0 d) Phương trình chuyển động: (1. Chuyển động thẳng biến đổi đều 1. Chuyển động thẳng biến đổi đều a) Định nghĩa: - Là chuyển động thẳng trong đó vận tốc biến thiên (tăng hoặc giảm) được những lượng bằng nhau trong những khoảng thời gian bất kì.
b) Vận tốc: * Vận tốc trung bình - Vận tốc trung bình của một chuyển động thẳng biến đổi đều trên một quãng đường nhất định là một đại lượng đo bằng thương số giữa quãng đường đi được và khoảng thời gian để đi hết quãng đường đó. 8 - Biểu thức : hay (1. * Vận tốc tức thời. - Vận tốc tức thời hay vận tốc tại một điểm đã cho trên quỹ đạo đo bằng thương số giữa quãng đường đi được rất nhỏ tính từ điểm đã cho và khoảng thời gian rất nhỏ để đi hết quãng đường đó.
∆ ∆ - Biểu thức : ∆ hay ∆ (1.6) c) Gia tốc: - Gia tốc là một đại lượng Vật Lý đặc trưng cho sự biến thiên nhanh hay chậm của vận tốc và đo bằng thương số giữa độ biến thiên của vận tốc và khoảng thời gian xảy ra sự biến thiên đó. - Biểu thức : Gia tốc là một đại lượng vectơ. ∆ ∆ , trong đó : là vận tốc ở thời điểm , là vận tốc ở thời điểm t.8) d) Phương trình chuyển động. * Công thức vận tốc : (1.9) * Công thức đường đi : (1.10) * Phương trình chuyển động: (1.11) * Liên hệ giữa a, v,s : 2 (1.
Sự rơi tự do a) Định nghĩa: - Sự rơi tự do là sự rơi của các vật trong chân không chỉ dưới tác dụng của trọng lực. - Khi không có sức cản của không khí : * Các vật có hình dạng và khối lượng khác nhau đều rơi như nhau. * Mọi vật chuyển động ở gần mặt đất đều có gia tốc rơi tự do. 9 * Vật rơi tự do chuyển động theo phương thẳng đứng.
* Chuyển động rơi tự do là chuyển động nhanh dần đều. b) Vận tốc và quãng đường đi được: * Công thức tính vận tốc: v gt (1.13) * Công thức tính quãng đường đi được: S gt (1. Gia tốc của sự rơi tự do: (1.15) Ở cùng một nơi trên Trái Đất các vật rơi tự do có cùng gia tốc , gọi là gia tốc rơi tự do. Thường lấy g = 9,8 m/ 1.
Chuyển động tròn đều a) Định nghĩa: - Chuyển động tròn đều là chuyển động theo quỹ đạo tròn với vận tốc có độ lớn không đổi chỉ thay đổi phương. b) Vận tốc: * Vận tốc dài : ∆ ∆ / (1.16) Trong đó ∆ là độ dài cung tròn mà chất điểm đi được trong khoảng thời gian ∆. * Vận tốc góc : Là đại lượng đo bằng thương số giữa góc quay φ của bán kính vật chuyển động ở tâm vòng tròn quỹ đạo và thời gian để quay góc đó.17) Trong đó f là số vòng quay trong 1s và T là khoảng thời gian đi hết một vòng trên vòng tròn. c) Gia tốc: Gia tốc của chất điểm chuyển động tròn đều gọi là gia tốc hướng tâm, có phương vuông góc với tiếp tuyến quỹ đạo tại vị trí của chất điểm , có chiều hướng vào tâm đường tròn và có giá trị bằng ∆ - Biểu thức : ∆ , (1.18) Với R là bán kính quỹ đạo.
Ghi chú a) Chất điểm Trong trường hợp kích thước của vật nhỏ so với phạm vi chuyển động của nó ta có thể coi vật như một chất điểm, tức là vật có kích thước như một điểm hình học. b) Chuyển động tịnh tiến Chuyển động của một vật là tịnh tiến khi đoạn thẳng nối hai điểm bất kì của vật luôn song song với một phương nhất định. c) Hệ quy chiếu Khi ta chọn một vật làm mốc và gắn vào đó một trục tọa độ tức là ta đã chọn một hệ quy chiếu để xác định vị trí của một chất điểm. d) Qũy đạo Khi chất điểm chuyển động vạch nên một đường trong không gian gọi là quỹ đạo.
e) Tính tương đối của chuyển động Mọi vật chuyển động và mọi trạng thái đứng yên đều có tính tương đối. - Tính tương đối của tọa độ: Đối với hệ quy chiếu ( hệ tọa độ) khác nhau thì tọa độ của vật sẽ khác nhau. - Tính tương đối của vận tốc: Vận tốc của cùng một vật đối với hệ quy chiếu khác nhau thì khác nhau. - Công thức cộng vận tốc : (1.
ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM 1. Sự tương tác giữa các vật - Tác dụng tương hỗ giữa các vật gọi là tương tác. - Lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng của vật này vào vật khác, kết quả là truyền gia tốc cho vật hoặc làm vật biến dạng. - Lực biểu diễn bằng một vectơ có: + Điểm đặt: là vị trí mà lực đặt lên vật.
+ Hướng: biễu diễn theo hướng tác dụng lực. + Độ lớn: độ dài vectơ lực tỉ lệ với độ lớn. 11 - Hai lực được coi là bằng nhau: nếu cho chúng lần lượt tác dụng vào một vật tại cùng một điểm, theo cùng một hướng thì chúng gây ra cho vật đó cùng một gia tốc hoặc cùng một mức độ biến dạng. - Hai lực cân bằng nhau: hai lực cùng đặt vào một vật và có cùng giá, cùng độ lớn nhưng ngược chiều nhau.
- Một vật ở trong trạng thái cân bằng ( đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều ) là vì các lực tác dụng vào nó cân bằng nhau. - Đơn vị của lực trong hệ SI là Newtơn (N) 1. Phép tổng hợp lực - Là phép thay thế nhiều lực tác dụng vào vật bằng một lực tác dụng giống hệt như toàn bộ những lực ấy. Lực thay thế này gọi là hợp lực.
- Quy tắc hình bình hành: tổng hợp hai lực có giá đồng qui. F - Phép phân tích lực là phép thay thế một lực bằng hai lực có tác dụng giống hệt như lực ấy. - Quy tắc hình bình hành : phân tích một lực thành hai lực đồng qui. Khối lượng và quán tính - Quán tính: là tính chất của một vật muốn bảo toàn vận tốc của mình cả về hướng lẫn độ lớn.
- Khối lượng: là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật. - Đơn vị (hệ SI): kilogam (kg) - Tính chất : + Là một đại lượng vô hướng, dương. 12 + Có tính chất cộng : khi nhiều vật được ghép lại thành một hệ vật thì khối lượng của hệ vật bằng tổng khối lượng các vật đó. - Khối lượng riêng: là khối lượng của vật có trong một đơn vị thể tích.
Các định luật Niu-tơn - Định luật I Newtơn ( Định luật quán tính ). + Nếu một vật không chịu tác dụng của một vật khác thì nó giữ nguyên vị trí đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều. + Vật cô lập có gia tốc bằng không. + Thực tế không có vật nào hoàn toàn bị cô lập.
Định luật này là một sự khái quát hóa và trừu tượng hóa của Newtơn. + Tính đúng đắn của định luật này thể hiện ở chỗ hệ quả của nó phù hợp với thực tế. * Ý nghĩa : - Định luật nêu lên tính chất quan trọng, là xu hướng bảo toàn vận tốc của mọi vật. Tính chất đó gọi là quán tính.
- Quán tính có 2 biễu hiện : + Xu hướng giữ nguyên trạng thái đứng yên → vật có tính “ ì ” + Xu hướng giữ nguyên trạng thái chuyển động thẳng đều → vật có tính “ đà ” - Định luật II Newtơn. + Gia tốc của một vật luôn cùng chiều với lực tác dụng lên vật. Độ lớn của gia tốc tỉ lệ thuận với lực tác dụng và tỉ lệ nghịch với khối lượng của nó. + Đơn vị lực là Newtơn (N).
+ New tơn là lực truyền một khối lượng 1kg, một gia tốc bằng 1 / - Định luật III Newtơn. + Hai vật tương tác với nhau với những lực bằng nhau về độ lớn, cùng giá nhưng ngược chiều nhau. 13 * Đặc điểm của lực và phản lực: + Tương tác có tính chất hai chiều, các lực xuất hiện thành từng cặp. + Cặp lực trong tương tác có cùng bản chất.
+ Cặp lực trong tương tác đặt lên hai vật khác nhau nên không bù trừ lẫn nhau. Các lực cơ học ( Bảng 1.1: Các lực cơ học ) Định nghĩa Biểu thức Lực hấp dẫn Định luật: “ Hai vật bất (1.20) kỳ hút nhau với một lực G = 6,68 * 10 / : hằng tỉ lệ thuận với tích của số hấp dẫn. hai khối lượng của - Lực hấp dẫn là lực hút. chúng và tỉ lệ nghịch với - Công thức trên chỉ đúng đối với bình phương khoảng chất điểm hoặc đối với các vật cách giữa chúng” hình cầu có khối lượng phân bố đều.
Trọng lực - Là lực hút của trái đất (1.21) tác dụng vào vật ở gần M: khối lượng của vật mặt đất. : gia tốc trọng trường. - Là trường hợp riêng : trọng lực của vật của lực hấp dẫn. + Điểm đặt của trọng lực : trọng tâm của vật.
+ Phương : thẳng đứng. + Chiều : hướng từ trên xuống dưới. * Gia tốc của trọng lực: ( 1.22) M :khối lượng trái đất ( M = 6. 10 kg ) R : bán kính trái đất.
h : độ cao của vật so với mặt đất. 14 Lực đàn hồi - Là lực xuất hiện khi vật Định luật Hooke: bị biến dạng có xu Trong giới hạn đàn hồi, lực đàn hướng làm cho nó lấy lại hồi tỉ lệ với độ biến dạng của vật hình dạng và kích thước đàn hồi. K: độ cứng (hay hệ số đàn hồi ) - Lực đàn hồi xuất hiện =-k khi vật bị biến dạng có Độ lớn: F = - kx (1.23) chiều ngược chiều với sự Đơn vị : N/m biến dạng của vật. - Lực đàn hồi xuất hiện trong biến dạng của hai vật tiếp xúc, vuông góc với mặt tiếp xúc.
- Lực dàn hồi tỉ lệ với độ dãn của lò xo. - Lực kế lò xo dùng để đo lực.