Bài giảng Vật lí đại cương 1 - Chương 2: Động lực học - Lê Công Hảo

Chương 2
ĐỘNG LỰC HỌC
MỤC TIÊU
Sau bài học này, SV phải :
–Nêu được các đ/luật Newton, các đ/lí 
về đlương, momen đ/lượng.
• -Bản chất và đặc điểm của lực cơ học 
• -Vận dụng phương pháp động lực 
học để giải các bài tốn cơ học (cổ 
điển).
2.1. CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON
1. Định luật Newton I:
2. Định luật Newton II:
0a0F = =
→→
m
F
a
→
→
=
a) Khái niệm về lực: 
– Là số đo tác động cơ học của các đối tượng khác 
tác dụng vào vật.
– Kí hiệu: 
– Đơn vị đo: (N)
b) Khái niệm về khối lượng: 
- Là số đo mức quán tính của vật và mức độ hấp 
dẫn của vật đối với vật khác.
- Kí hiệu: m
- Đơn vị: (kg) 
→
F
3. Định luật Newton III:
'FF
→→
−=
2.2. Các lực cơ học:
Yêu cầu: nắm đặc điểm và biểu thức định lượng 
của các lực.
r
r
.
r
mm
GF
2
21
hd
→
→
−=
mg
r
Mm
GP
2
==
Hấp dẫn –
trọng lực
Đàn hồi Ma sát
→→
 −= kđhF
Trượt Nghỉ Lăn
F
ms
= µN F
msL
= µ
L
N
F
ms
 µN
→
R
msF
→
→
N
Khối lượng thang máy khi chưa cĩ người là
850 kg. Hãy tính gia tốc thang máy và lực
căng dây (bỏ qua 1 số hiệu ứng phụ) khi cĩ
người ~ 1150 kg
Lợi ích của rịng rọc
Tính gĩc θ:
a. Xe cĩ gia tốc
hằng số a = 1,2
m/s2
b. Xe chuyển động
vận tốc khơng đổi
v = 90 km/h
Xác định lực căng dây?
Xác định lực căng dây?
Cho m= 10 kg, µs= 0,4 và
µk=0,3. Xác định lực ma sát
khi FA cĩ độ lớn 0, 10, 20, 38
và 40 N?
Cho m = 10 kg, µk=0,3. Xác
định lực ma sát và gia tốc khi
Fp cĩ độ lớn 40 N?
µk=0,2. Xác định lực căng dây và gia tốc?
Tính khối lượng m nếu lực
trên chân là 165N
Tính gia tốc vật cĩ khối
lượng m trượt trên mp
nghiêng 1 gĩc 300
Tính µs
2.3. PP ĐỘNG LỰC HỌC
B1: Phân tích các lực tác dụng lên vật.
B2: Áp dụng phương trình cơ bản:
B3: Chiếu lên các trục toạ độ.
B4: Giải hệ pt và biện luận kết quả.
→→
= amF
VÍ DỤ 1
Vật m cđ dưới td của lực kéo như hình 
vẽ. Tính gia tốc của vật
F
→
msF
→
x
y
O
→
P
→
N
PT chuyển động của vật :
ms
P N F F ma+ + + =
Chiếu Ox: -F
ms
+ F
t
= ma
-µN + Fcos = ma (1)
Chiếu Oy : -P+ N+ F
n
= 0
N = mg - Fsin = 0 (2)
Thế (2) vao (1) ta co :
F (cos sin ) mg
a
m
 + −
=
Ví dụ 2: cho cơ hệ như hình vẽ
Tính gia tốc của các vật. Suy ra ĐK của 
m
2
để hệ đứng yên. Bỏ qua KL dây và 
RR, coi dây không giãn.
m
1
m
2
2P
→
2T
→
1P
→
1T
→→
N
msF
→
x
y
O
5. ĐỘNG LƯỢNG:
→→
= vmp
→
p
→
v
* Đặc điểm của vectơ động lượng:
- Phương:
- Chiều:
- Modun:
- Điểm đặt:
a) Định nghĩa: 
=
→→
=
n
1i
iih
vmp
ệ
5. b) Định lí về động lượng:
→→
→→→
==== Fam
dt
vd
m
dt
)vm(d
dt
pd
→→→→
= =
→
→
2
1
2
1
2
1
t
t
t
t
p
p
dtFpdtFpd
5. c) ý nghĩa động lượng, xung lượng
* Động lượng:
– Đặc trưng cho chuyển động về mặt ĐLH.
– Đặc trưng cho khả năng truyền chuyển 
động trong các bài toán va chạm.
* Xung lượng:
– Đặc trưng cho tác dụng của lực vào vật.
5. d) Định luật bảo toàn động lượng:
Hệ kín thì: 
→
=
→→
== constp
n
1i
ihệ
p
Hệ như thế nào là KÍN?
– Cô lập, không có ngoại lực.
– Tổng các ngoại lực triệt tiêu.
– Nội lực rất lớn so với ngoại lực.
Chú ý: Hệ kín theo phương nào thì động lượng của hệ 
theo phương ấy sẽ bảo toàn. 
5. e) Ưùng dụng đlbtđl
* Súng giật khi bắn.
* chuyển động bằng phản lực.
* ...
(đọc GT)
Ví dụ
Quả bóng nặng 300g, đập vào tường 
theo hướng hợp với tường một góc 60
o
với vận tốc 6m/s rồi nảy ra theo hướng 
đối xứng với hướng tới qua pháp tuyến 
của mặt tường với vận tốc cũ. Tính xung 
lượng mà tường đã tác dụng vào bóng 
trong thời gian va chạm.
)vv(mppdtF 1212
t
t
2
1
→→→→→
−=−= 
 = = 
→
sinmv2v.mdtF
2
1
t
t
6. MÔMEN ĐỘNG LƯỢNG:
=
→→→
p,rL
* Đặc điệm của vectơ 
mômen động lượng:
- Phương:
- Chiều:
- Modun:
- Điểm đặt:
→
L
→
p
M
→
r
O
a) Định nghĩa: 
=
→→
=
n
h LL
1i
iệ
6. a) Định lí về mômen động lượng:
→→
→→→→
→
== 
= FO/F MMF,r
dt
Ld
Mômen lực đặc trưng cho tác dụng làm quay của 
lực
O/FM
→
→
- Phương:
- Chiều:
- Độ lớn: M = Frsin
- Điểm đặt:
6. b) ĐLBT mômen động lượng:
“Hệ cô lập hoặc có mômen lực triệt 
tiêu thì mômen động lượng không đổi”
* Ứng dụng:
– Cđ của máy bay lên thẳng.
– Vũ Bale
– Cđ trong trường lực xuyên tâm
7. NG LÝ TƯƠNG ĐỐI GALILÉE
* Quan điểm về k/gian, t/g trong CHCĐ:
+=
+=
 = =
→→→
→→→
cra
cra
aaa
vvv
''tt 
Nếu a
c
= 0 thì:
→→→→
= = FFaa rar
* N/ lí tđ: mọi HQC quán tính đều t đương nhau.
* Đặt vấn đề: Thời gian trôi đi trong các HQC khác 
nhau có giống nhau không? Các hiện tượng vật lí xảy 
ra trong các HQC khác nhau thì có giống nhau không?
* HQC quán tính:
8. LỰC QUÁN TÍNH
Đặc điểm:
cqt
qtrcr
amF
FFFaaa
→→
→→→→→→
−= 
+= −=Biểu thức:
-Xuất hiện khi k/s vật trong HQC không qt .
-Ngược chiều với gia tốc của HQC.
8. a) Lực quán tính li tâm:
* Biểu thức: F
qtlt
= ma
c
= m2r
* Đặc điểm:
– Xuất hiện khi vật đặt trong HQC cđ tròn 
đều
– Luôn hướng xa tâm qũi đạo.
* Úng dụng:
Ví dụ:
Một sô nhỏ đựng nước được buộc vào 
sợi dây dài a = 40cm, rất nhẹ, không co 
giãn. Quay tròn đều sô nước trong mặt 
phẳng thẳng đứng. Tính vận tốc quay 
nhỏ nhất để nước không chảy ra ngoài.
Giải:
→
P
→
N
qtF
→
a
g
 
8. b) Lực quán tính Coriolis:
* Biểu 
thức:
* Đặc điểm:
– Xuất hiện khi vật chuyển động trong HQC 
chuyển động quay.
– Phụ thuộc vào vận tốc của vật.
* Ứng dụng:
=
→→→
,vm2F rC