Vật lí đại cương A1 - Chương 2: Động lực học chất điểm - TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ

TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ 1 VẬT LÝ ĐẠI CƢƠNG A1 ĐẠI HỌC Chƣơng 2 ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM Giảng viên: TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ NỘI DUNG §2.4 – PHƢƠNG PHÁP ĐỘNG LỰC HỌC §2.1 – CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN §2.2 – CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON §2.3 – CÁC LỰC CƠ HỌC ►Lực Là số đo tác động cơ học do đối tƣợng khác tác dụng vào vật. ►Kí hiệu: ►Đơn vị: (N) 1 – Khái niệm lực §2.1 – CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN F  TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ 2 ►Khối lƣợng Là số đo mức quán tính, mức năng lƣợng và mức hấp dẫn của vật đối với vật khác. ►Kí hiệu: m ►Đơn vị: (kg) 2 – Khái niệm khối lƣợng §2.1 – CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN §2.2 – CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON 1. Định luật I Newton (định luật quán tính)     v = cons v = 0 0 F t = 0 (đứng yên) (cđ thẳng đều)  Hệ quy chiếu quán tính: là hqc trong đó một vật đứng yên hoặc cđ thẳng đều nếu nó không chịu tác dụng của ngoại lực. §2.2 – CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON F a m    2. Định luật II Newton: Trong hệ qui chiếu quán tính, gia tốc của vật tỉ lệ thuận với lực tác dụng lên nó và tỉ lệ nghịch với khối lượng của nó. TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ 3 §2.2 – CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON AB BAF F     3. Định luật III Newton: A B ABF  BAF  Lực và phản lực là hai lực trực đối nhƣng không cân bằng nhau. Khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng tác dụng trở lại vật A một lực. Hai lực này tồn tại đồng thời, cùng độ lớn, cùng giá, nhƣng ngƣợc chiều. §2.2 – CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON 4. Phương trình cơ bản của động lực học chất điểm hlF F ma     1 – Các lực cơ học Các loại lực tƣơng tác trong tự nhiên Lực hấp dẫn Lực điện từ Lực tƣơng tác mạnh Lực tƣơng tác yếu Lực đàn hồi Lực ma sát §2.3 – CÁC LỰC CƠ HỌC TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ 4 Lực hấp dẫn giữa 2 chất điểm: 1 2 hd 2 m m F G r  11 2 2G 6,67.10 N.m kg A B hdF  1 2 hd 2 m m r F G . r r   §2.3 – CÁC LỰC CƠ HỌC r Lực hấp dẫn của một vật lên một chất điểm: hd hd 2 (V) (V) G.m.dM r F dF r r      m hddF dM r §2.3 – CÁC LỰC CƠ HỌC 12F  21F  Lực hấp dẫn giữa 2 quả cầu đồng chất: m1 m2 r §2.3 – CÁC LỰC CƠ HỌC đƣợc tính giống nhƣ lực hấp dẫn giữa hai chất điểm đặt tại tâm của chúng. m1 m2 1 2 12 21 2 m m F F G r   TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ 5 hdF 0 Lực hấp dẫn của một quả cầu rỗng đồng chất lên một chất điểm bên trong quả cầu bằng không. §2.3 – CÁC LỰC CƠ HỌC Trọng lực: Là lực hấp dẫn của Trái Đất tác dụng vào vật, có tính đến ảnh hƣởng của chuyển động tự quay quanh trục của Trái Đất. Q  hdF  P  §2.3 – CÁC LỰC CƠ HỌC Trọng lƣợng: Độ lớn của trọng lực. hd 2 Mm P F G mg r    2 M g G r  là gia tốc rơi tự do, hay gia tốc trọng trƣờng. M - Khối lƣợng Trái đất. r - Khoảng cách từ tâm Trái Đất tới vật. §2.3 – CÁC LỰC CƠ HỌC TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ 6 Sự thay đổi gia tốc rơi tự do theo độ cao: 2 02 2 M R g G g (R h) (R h)     Ở gần mặt đất: 2 0 2 M g G 9,8m / s R   Ở độ cao h: Ở độ sâu d: 0 d g g 1 R        ? §2.3 – CÁC LỰC CƠ HỌC Càng xa xích đạo, g càng tăng. 2.2 – Lực đàn hồi: dhF dhF • Xuất hiện khi vật bị biến dạng đàn hồi. • Ngƣợc chiều với chiều biến dạng. l l dhF k   •Định luật Hooke §2.3 – CÁC LỰC CƠ HỌC • Tỉ lệ với độ biến dạng. dhF k  S k E l  E: modun đàn hồi hay suất Young S: tiết diện ngang l: chiều dài §2.3 – CÁC LỰC CƠ HỌC * Độ cứng k (N/m) TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ 7 §2.3 – CÁC LỰC CƠ HỌC a – Lực căng dây Q   N b – Phản lực vuông góc của bề mặt tiếp xúc T T ' P 2.3 – Lực ma sát: a – Lực ma sát nghỉ: • Xuất hiện khi vật có xu hƣớng trƣợt trên mặt tiếp xúc. • Ngƣợc chiều với xu hƣớng chuyển động. msn tF F msn max nF N  msnF tF F N §2.3 – CÁC LỰC CƠ HỌC b – Lực ma sát trƣợt : §2.3 – CÁC LỰC CƠ HỌC  N mstF mst tF N  • Xuất hiện khi vật trƣợt trên mặt tiếp xúc. • Ngƣợc chiều với chiều chuyển động. TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ 8 §2.3 – CÁC LỰC CƠ HỌC c – Lực ma sát lăn : • Xuất hiện khi vật lăn trên mặt tiếp xúc. F F msL LF N L t n   • Ngƣợc chiều với chiều chuyển động. §2.4 – PHƢƠNG PHÁP ĐỘNG LỰC HỌC • B1: Phân tích các lực tác dụng lên chất điểm. • B2: Áp dụng ptrình cơ bản của đlh: • B3: Chiếu (1) lên các trục toạ độ. • B4: Giải hệ pt và biện luận kết quả.   amF (1) x xF ma (Ox cùng phương chuyển động) (Oy vuông góc với phương cđ) y yF ma Các bƣớc giải bài toán ĐLH chất điểm :