Bài giảng Vật lý đại cương 1 - Chương 2: Động lực học chất điểm

Bài giảng Vật lý đại cương 1 - Chương 2: Động lực học chất điểm cung cấp cho người học các kiến thức về: khái niệm lực, khối lượng; các định luật Newton, động lượng chất điểm, lực liên kết, trọng lực, nguyên lý tương đối Galilée, phép biến đổi Galilée,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Vật lý đại cương 1 - Chương 2: Động lực học chất điểm Chương IIĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐiỂMI. Các khái niệm: * Lực là một đại lượng đặc trưng cho mức độ tác dụng của các vật xung quanh lên vật mà ta đang xét. Lực được biểu diễn bằng một vectơ và phụ thuộc vào vị trí tác dụng của nó. Trong cơ học người ta chia lực ra làm hai loại: lực gây ra do các vật tiếp xúc trực tiếp với nhau (áp lực, lực ma sát) và lực tác dụng lên vật do trường của các vật khác gây ra.* Khối lượng: Thực nghiêm cũng chứng tỏ rằng,mỗi vật đều chống lại bất kỳ một cố gắng nào làmthay đổi trạng thái chuyển động của nó, tức làmthay đổi vectơ vận tốc của nó về độ lớn hoặcphương chiều hoặc cả hai. Tính chất bảo tồn trạngthái chuyển động của vật được gọi là quán tính củavật. Đại lượng đặc trưng cho quán tính của vật gọilà khối lượng quán tính ( hay khối lượng) của vật.Vật có khối lượng càng lớn thì quán tính càng lớnnghĩa là càng khó thay đổi trạng thái chuyển độngII. CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON 1. ĐL Newton thứ nhất – Hệ qui chiếu quán tính. Một chất điểm cô lập hoặc tổng các lực tác dụng vào nó bằng không thì chất điểm sẽ đứng yên hoặc chuyển thẳng đều. HQC trong đó ĐL Newton I nghiệm đúng gọi là HQC quán tính. Để giải phần lớn các bài toán kỹ thuật với độ chính xác đủ dùng trong thực tế, ta có thể xem HQC gắn với Trái đất là HQC quán tính. Các hệ QC chuyển động thẳng đều với HQC quán tính cũng là HQC quán tính2. ĐL Newton thứ hai F  ma : PT cơ bản ĐLH3 Định luật Newton thứ ba Nếu vật thứ nhất tác dụng lên vật thứ hai một lực F12 thì đồng thời vậtthứ hai cũng tác dụng lên vật thứ nhất một lực F21 : hai lực đó cùng phương ,ngược chiều cùng độ lớn, tức là F21   F12III. ĐỘNG LƯỢNG CHẤT ĐIỂM 1. ĐN: p  mv2. Các định lý và định luật:      d v d ( mv ) d p a) F  ma  m       dt t  dt dt 2 b) d p  Fdt  p2  p1   Fdt t1  c) Nếu F  0 thì p  const Động lượng là đại lượng đặc trưng cho chuyển động về mặt động lực hoc.IV. Các lực 1. Lực liên kết: khi chuyển động của một vật bị ràng buộc bởi các vật khác, thì các vật này sẽ tác dụng lên vật một lực gọi là lực liên kết. a) Phản lực pháp tuyến và lực ma sát: Phản lực R do B tác dụng lên A được phân thành:      N R  N  Fms R  F  A N gọi là phản lực pháp tuyến     Fms PA B Fms gọi là lực ma sátN vuông góc với bề mặt của B và hướng về phíavật  A gọi là phản lực pháp tuyếnFms nằm trong mặt phẳng tiếp xúc giữa các vật,cùng phương và ngược chiều với vận tốc của vậtA(hoặc ngược chiều vận tốc tương đối của A đốiB, nếu B cũng chuyển động) gọi là lực ma sáttrượt hay ma sát động có độ lớn: Fms = kN k là hệ số ma sát trượtNếu vật A chịu tác dụng của lực F màkhông dịch chuyển đối với vật B thì lựcma sát gọi là ma sát tỉnh (nghĩ) Fms0, nósẽ tự điều chỉnh giá trị để cân bằngvới F khi F tăng. Tăng dần lực tácdụng đến khi vật A bắt đầu dịchchuyển đối với B, độ lớn của lực ma sátnghĩ tăng từ 0 đến Fmsomax, gọi là lực masát nghĩ cực đại. Trong tính toán lấyFmsomax bằng ma sát trượt kNb) Lực căng dây: Lực căng tại một điểm A trên dây là lực tương tác giữa hai nhánh của dây hai bên điểm A. Trong các bài toán thông thường, lực căng có cường độ không đổi dọc theo sợi dây. Lực liên kết do dây tác dụng lên vật gọi là lực căng dây, hướng dọc theo dây đến điểm treo2. Trọng lực : là lực Trái đất tác dụng vào vật, có phương thẳng đứng, chiều hướng xuống.   P  mg Các bước để giải bài toán bằng phương pháp động lực học.• Chọn chiều chuyển động của các vật (thường chọn chiều chuyển động tự nhiên để gia tốc các vật có cùng dấu)• Xác định các lực tác dụng vào vật• Thiết lập PT Newton II cho vật• Chiếu PT Newton II lên các trục chọn (thường lên phương chuyển động và phương thẳng góc với phương chuyển động)Bài 1: Cho hệ như hình vẽ, khối lượng của haivật A và B bằng 1kg, α = 300, β = 450, ròng rọckhối lượng không đáng kể. Bỏ qua tất cả các lựcma sát. Tìm gia tốc của hệ và lực căng của sợidây. A B α β• Giải: T1• PT Newton II cho 2 vật: T2    A mA g  T1  mA a A B    α mA ...