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

Chöông 2
ÑOÄNG LÖÏC HOÏC
MUÏC TIEÂU
Sau baøi hoïc naøy, SV phaûi :
–Neâu ñöôïc caùc ñ/luaät Newton, caùc ñ/lí 
veà ñlöông, momen ñ/löôïng.
• -Bản chất và đặc điểm của lực cơ học 
• -Vận dụng phương pháp động lực 
học để giải các bài toán cơ học (cổ 
điển).
2.1. CAÙC ÑÒNH LUAÄT NEWTON
1. Ñònh luaät Newton I:
2. Ñònh luaät Newton II:
0a0F = =
→→
m
F
a
→
→
=
a) Khaùi nieäm veà löïc: 
– Laø soá ño taùc ñoäng cô hoïc cuûa caùc ñoái töôïng khaùc 
taùc duïng vaøo vaät.
– Kí hieäu: 
– Ñôn vò ño: (N)
b) Khaùi nieäm veà khoái löôïng: 
- Laø soá ño möùc quaùn tính cuûa vaät vaø möùc ñoä haáp 
daãn cuûa vaät ñoái vôùi vaät khaùc.
- Kí hieäu: m
- Ñôn vò: (kg) 
→
F
3. Ñònh luaät Newton III:
'FF
→→
−=
2.2. Caùc löïc cô hoïc:
Yeâu caàu: naém ñaëc ñieåm vaø bieåu thöùc ñònh löôïng 
cuûa caùc löïc.
r
r
.
r
mm
GF
2
21
hd
→
→
−=
mg
r
Mm
GP
2
==
Haáp daãn –
troïng löïc
Ñaøn hoài Ma saùt
→→
 −= kñhF
Tröôït Nghæ Laên
F
ms
= µN F
msL
= µ
L
N
F
ms
 µN
→
R
msF
→
→
N
Khối lượng thang máy khi chưa có người là
850 kg. Hãy tính gia tốc thang máy và lực
căng dây (bỏ qua 1 số hiệu ứng phụ) khi có
người ~ 1150 kg
Lợi ích của ròng rọc
Tính góc θ:
a. Xe có gia tốc
hằng số a = 1,2
m/s2
b. Xe chuyển động
vận tốc không 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 có 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 có 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 có khối
lượng m trượt trên mp
nghiêng 1 góc 300
Tính µs
2.3. PP ÑOÄNG LÖÏC HOÏC
B1: Phaân tích caùc löïc taùc duïng leân vaät.
B2: AÙp duïng phöông trình cô baûn:
B3: Chieáu leân caùc truïc toaï ñoä.
B4: Giaûi heä pt vaø bieän luaän keát quaû.
→→
= amF
VÍ DUÏ 1
Vaät m cñ döôùi td cuûa löïc keùo nhö hình 
veõ. Tính gia toác cuûa vaät
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 duï 2: cho cô heä nhö hình veõ
Tính gia toác cuûa caùc vaät. Suy ra ÑK cuûa 
m
2
ñeå heä ñöùng yeân. Boû qua KL daây vaø 
RR, coi daây khoâng giaõn.
m
1
m
2
2P
→
2T
→
1P
→
1T
→→
N
msF
→
x
y
O
5. ÑOÄNG LÖÔÏNG:
→→
= vmp
→
p
→
v
* Ñaëc ñieåm cuûa vectô ñoäng löôïng:
- Phöông:
- Chieàu:
- Modun:
- Ñieåm ñaët:
a) Ñònh nghóa: 
=
→→
=
n
1i
iih
vmp
eä
5. b) Ñònh lí veà ñoäng löôïng:
→→
→→→
==== Fam
dt
vd
m
dt
)vm(d
dt
pd
→→→→
= =
→
→
2
1
2
1
2
1
t
t
t
t
p
p
dtFpdtFpd
5. c) yù nghóa ñoäng löôïng, xung löôïng
* Ñoäng löôïng:
– Ñaëc tröng cho chuyeån ñoäng veà maët ÑLH.
– Ñaëc tröng cho khaû naêng truyeàn chuyeån 
ñoäng trong caùc baøi toaùn va chaïm.
* Xung löôïng:
– Ñaëc tröng cho taùc duïng cuûa löïc vaøo vaät.
5. d) Ñònh luaät baûo toaøn ñoäng löôïng:
Heä kín thì: 
→
=
→→
== constp
n
1i
iheä
p
Heä nhö theá naøo laø KÍN?
– Coâ laäp, khoâng coù ngoaïi löïc.
– Toång caùc ngoaïi löïc trieät tieâu.
– Noäi löïc raát lôùn so vôùi ngoaïi löïc.
Chuù yù: Heä kín theo phöông naøo thì ñoäng löôïng cuûa heä 
theo phöông aáy seõ baûo toaøn. 
5. e) Öùng duïng ñlbtñl
* Suùng giaät khi baén.
* chuyeån ñoäng baèng phaûn löïc.
* ...
(ñoïc GT)
Ví duï
Quaû boùng naëng 300g, ñaäp vaøo töôøng 
theo höôùng hôïp vôùi töôøng moät goùc 60
o
vôùi vaän toác 6m/s roài naûy ra theo höôùng 
ñoái xöùng vôùi höôùng tôùi qua phaùp tuyeán 
cuûa maët töôøng vôùi vaän toác cuõ. Tính xung 
löôïng maø töôøng ñaõ taùc duïng vaøo boùng 
trong thôøi gian va chaïm.
)vv(mppdtF 1212
t
t
2
1
→→→→→
−=−= 
 = = 
→
sinmv2v.mdtF
2
1
t
t
6. MOÂMEN ÑOÄNG LÖÔÏNG:
=
→→→
p,rL
* Ñaëc ñieäm cuûa vectô 
moâmen ñoäng löôïng:
- Phöông:
- Chieàu:
- Modun:
- Ñieåm ñaët:
→
L
→
p
M
→
r
O
a) Ñònh nghóa: 
=
→→
=
n
h LL
1i
ieä
6. a) Ñònh lí veà moâmen ñoäng löôïng:
→→
→→→→
→
== 
= FO/F MMF,r
dt
Ld
Moâmen löïc ñaëc tröng cho taùc duïng laøm quay cuûa 
löïc
O/FM
→
→
- Phöông:
- Chieàu:
- Ñoä lôùn: M = Frsin
- Ñieåm ñaët:
6. b) ÑLBT moâmen ñoäng löôïng:
“Heä coâ laäp hoaëc coù moâmen löïc trieät 
tieâu thì moâmen ñoäng löôïng khoâng ñoåi”
* ÖÙng duïng:
– Cñ cuûa maùy bay leân thaúng.
– Vuõ Bale
– Cñ trong tröôøng löïc xuyeân taâm
7. NG LYÙ TÖÔNG ÑOÁI GALILEÙE
* Quan ñieåm veà k/gian, t/g trong CHCÑ:
+=
+=
 = =
→→→
→→→
cra
cra
aaa
vvv
''tt 
Neáu a
c
= 0 thì:
→→→→
= = FFaa rar
* N/ lí tñ: moïi HQC quaùn tính ñeàu t ñöông nhau.
* Ñaët vaán ñeà: Thôøi gian troâi ñi trong caùc HQC khaùc 
nhau coù gioáng nhau khoâng? Caùc hieän töôïng vaät lí xaûy 
ra trong caùc HQC khaùc nhau thì coù gioáng nhau khoâng?
* HQC quaùn tính:
8. LÖÏC QUAÙN TÍNH
Ñaëc ñieåm:
cqt
qtrcr
amF
FFFaaa
→→
→→→→→→
−= 
+= −=Bieåu thöùc:
-Xuaát hieän khi k/s vaät trong HQC khoâng qt .
-Ngöôïc chieàu vôùi gia toác cuûa HQC.
8. a) Löïc quaùn tính li taâm:
* Bieåu thöùc: F
qtlt
= ma
c
= m2r
* Ñaëc ñieåm:
– Xuaát hieän khi vaät ñaët trong HQC cñ troøn 
ñeàu
– Luoân höôùng xa taâm quõi ñaïo.
* UÙng duïng:
Ví duï:
Moät soâ nhoû ñöïng nöôùc ñöôïc buoäc vaøo 
sôïi daây daøi a = 40cm, raát nheï, khoâng co 
giaõn. Quay troøn ñeàu soâ nöôùc trong maët 
phaúng thaúng ñöùng. Tính vaän toác quay 
nhoû nhaát ñeå nöôùc khoâng chaûy ra ngoaøi.
Giaûi:
→
P
→
N
qtF
→
a
g
 
8. b) Löïc quaùn tính Coriolis:
* Bieåu 
thöùc:
* Ñaëc ñieåm:
– Xuaát hieän khi vaät chuyeån ñoäng trong HQC 
chuyeån ñoäng quay.
– Phuï thuoäc vaøo vaän toác cuûa vaät.
* ÖÙng duïng:
=
→→→
,vm2F rC