Ý NGHĨA CỦA NGHIỆM THỜI GIAN ÂM TRONG BÀI TOÁN VẬT LÝ

Thông thường khi tìm thời gian trong bài toán Vật lý, ta hay loại bỏ nghiệm âm. Vật lý học với 4 lĩnh vực: Cơ – Nhiệt – Điện – Quang, mỗi lĩnh vực đều có những ứng dụng rộng rãi, có những đóng góp to lớn cho sự tồn tại và phát triển của con người.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ý NGHĨA CỦA NGHIỆM THỜI GIAN ÂM TRONG BÀI TOÁN VẬT LÝ Ý NGHĨA CỦA NGHIỆM THỜI GIAN ÂM TRONG BÀI TOÁN VẬT LÝ ------------------------------------ Thông thường khi tìm thời gian trong bài toán Vật lý, ta hay loại bỏ nghiệm âm (t < 0) vì một lẽđơn giản là thời gian phải dương. Thực ra, nghiệm âm có ý nghĩa của nó bởi chưng nó phản ánh vàbiểu hiện trong một quá trình vật lý nào đó của bài toán. Nay thử đưa ra đây ba bài toán Vật lý cùngchung motif để nhấn mạnh nghiệm âm của thời gian, ngỏ hầu phần nào giúp hiểu thêm các quá trìnhvật lý diễn ra trong toàn bài toán. 1. BÀI TOÁN 1  Một vật được ném thẳng đứng từ dưới lên với vận tốc ban đầu là 4 (m/s) từ độ cao 5 (m).Hãy xác định thời gian từ lúc ném vật đến khi nó rơi xuống tới độ cao 3 (m)? Bỏ qua mọi ma sát. Chọn hệ quy chiếu như hình: (+) M (vM = 0)   g v0 (t = 0) A t2 B h0 h O gt 2 Có: h  h 0  v0 t  2  3  5  4t  4,9t2  4,9t2  4t  2  0 Giải phương trình trên được: t1 = 1,17 (s); t2 = - 0,35 (s). Chọn nghiệm dương t1 cho bài toán. Thử tìm hiểu nghiệm âm t2! Phân tích bài toán qua các quá trình chuyn động: ể v0 4 Thời gian vật lên chậm dần đều từ A đến M: t AM    0,41 (s) g 9,8 Theo tính thuận nghịch (đối xứng) của chuyển động, thời gian vật xuống nhanh dần đều từ M đếnA cũng bằng tAM và vận tốc vật xuống tại A có độ lớn là 4 (m/s) (chiều ngược lại). Vậy thời gian vật chuyển động từ A (lần xuống) đến B là: t’ = t1 – 2tAM = 1,17 – 2.0,41 = 0,35 (s). 0,35 (s) nói lên điều gì? Đến đây, chắc ta có thể hiểu được nghiệm âm t2 mang ý nghĩa gì rồi. Kết luận: Giá trị thực của t2 , tức t 2 chính là thời gian vật chuyển động từ A (lần xuống) đến B vậy. 2. BÀI TOÁN 2  Một đĩa mài có gia tốc không đổi là 0,4 (rad/s2). Nó bắt đầu quay chậm dần đều với vậntốc góc ban đầu là 7,1 (rad/s). Khi đĩa dừng, nó đổi chiều quay nhanh dần đều. Hãy xác định thời giantừ lúc vật bắt đầu quay đến khi nó có (độ dời) góc 18,8 (rad) sau khi đổi chiều quay? Chọn hệ quy chiếu (mô phỏng) như hình: (t = 0) Chieàu 0 chaäm daàn ñeàu (+)  Chieàu nhanh daàn ñeàu M Ñöôøng laøm moác Truïc quay Trước hết, ở lần quay chậm dần đều, ta tìm vật quay được góc quay bao nhiêu và xem đó là 0: 2  0 0  7,12 2 2  0  20  0  2   63,01 (rad). 2 2.(0, 4) t 2 Có:   0  0 t  2  18,8  63,01  7,1t  0, 2t2  0, 2t2  7,1t  44,21  0 Giải phương trình trên được: t1 = 40,9 (s); t2 = - 5,4 (s). Chọn nghiệm dương t1 cho bài toán. Tương tự như BÀI TOÁN 1, thấy rằng 5,4 (s) chính là thời gian quay trong lần nhanh dần đều từlúc đĩa đạt vận tốc góc là 7,1 (rad/s) đến khi nó được góc quay là 18,8 (rad). Kiểm nghiệm: 0 7,1Thời gian đĩa quay chậm dần đều: t cdd    17,75 (s) (tcdd đóng vai trò như tAM ở BÀI TOÁN 1).  0, 4 Thời gian đĩa dừng, bắt đầu đổi chiều quay nha ...