Bài giảng Vật lý đại cương - Chương 3: Động học và động lực học vật rắn - Nguyễn Thị Ngọc Nữ
Mọi điểm trên VR đều vạch ra các quĩ đạo giống nhau với cùng một vận tốc.
Chuyển động của VR đƣợc qui về cđ của G.
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Vật lý đại cương - Chương 3: Động học và động lực học vật rắn - Nguyễn Thị Ngọc Nữ", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
Tóm tắt nội dung tài liệu: Bài giảng Vật lý đại cương - Chương 3: Động học và động lực học vật rắn - Nguyễn Thị Ngọc Nữ
TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ 1 VẬT LÝ ĐẠI CƢƠNG A1 ĐẠI HỌC Chƣơng 3 ĐỘNG HỌC VÀ ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN Giảng viên: TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ NỘI DUNG §3.3 – MÔMEN QUÁN TÍNH. MÔMEN QUAY §3.1 – VẬT RẮN. KHỐI TÂM §3.4 – GIẢI BÀI TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN §3.2 – CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN §3.1 – VẬT RẮN. KHỐI TÂM ► Hệ chất điểm: i i m m ► Vật rắn: (V) (S) (L) m (M)dV (M)dS (M)dl m V S l Khối lượng phân bố đều: m dm , , - mật độ khối lượng. 1. Vật rắn a. Khái niệm về hệ chất điểm, vật rắn b. Khối lƣợng của hệ chất điểm, vật rắn TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ 2 §3.1 – VẬT RẮN. KHỐI TÂM 2 – Khối tâm a – Định nghĩa VR 0dmMG Khối tâm của hệ cđiểm là điểm G thỏa mãn: n i i i 1 m M G 0 Khối tâm của VR là G, thỏa: G m 1 m 3 m 2 M 1 M 2 M 3 dm: phần tử khối lượng tại M. M G §3.1 – VẬT RẮN. KHỐI TÂM b – Xác định khối tâm Thực hành: - Tìm giao của các trục đx. - Dùng quả rọi. A A’ A A’ B B’ G §3.1 – VẬT RẮN. KHỐI TÂM 1 1 1 2 2 1 2 1 ... ... n i i i G n i i m r m r m r r OG m m m Lý thuyết: Phƣơng pháp toạ độ. m 1 m 3 m 2 G O 1r 2r 3r Gr TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ 3 Tọa độ khối tâm của hệ chất điểm – vật rắn: n i i vat rani 1 G n i vat rani 1 n i i vat rani 1 G n i vat rani 1 n i i vat rani 1 G n i vat rani 1 xdmm x x dmm ydmm y y dmm zdmm z z dmm (x,y,z) là tọa độ của phần tử dm. (xi ,yi ,zi) là tọa độ của chất điểm thứ i. (xG,yG,zG) là tọa độ của khối tâm G. §3.1 – VẬT RẮN. KHỐI TÂM Vận tốc của G: n n i i i G i 1 i 1 G m a F d v a dt m m Gia tốc của G: n n i i i i G i 1 i 1 G n i i 1 m v m v d r v dt m m (m là khối lượng của hệ) → G chuyển động nhƣ một chất điểm có khối lƣợng bằng khối lƣợng của toàn hệ. 3 – Chuyển động của khối tâm G §3.2 – CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN → Mọi điểm trên VR đều vạch ra các quĩ đạo giống nhau với cùng một vận tốc. Chuyển động của VR đƣợc qui về cđ của G. M Gv v 1 – Vật rắn tịnh tiến TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ 4 ► Mọi điểm trên VR đều vạch ra các đƣờng tròn đồng trục với cùng vận tốc góc , gia tốc góc b và góc quay . ► Vận tốc dài, gia tốc tiếp tuyến, pháp tuyến và gia tốc toàn phần của một điểm Mi bất kì là: 2 2 2 i i ti i ni i i ti niv r , a r , a r , a a a b ir iv 2 – Vật rắn quay quanh trục cố định §3.2 – CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN Mi 3 – Chuyển động phức tạp của vật rắn M Gv v R §3.2 – CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN Tịnh tiến của khối tâm G Quay quanh trục qua G. R GM Lăn không trượt: O x s R. v = = = =R.ω t t t x = s O TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ 5 §3.3–MÔMEN QUÁN TÍNH. MÔMEN QUAY 2 2 2 1 1 2 2 1 ... n i i i I m r m r m r 2mrI vr 2dmrI Của một chất điểm: Của hệ chất điểm: Của một vật rắn: Đơn vị đo: kgm2 1 – Định nghĩa mômen quán tính: r: khoảng cách từ chất điểm đến trục r : khoảng cách từ dm đến trục Đặc trƣng cho mức quán tính trong chuyển động quay. • Mômen quán tính đối với trục quay : 2 - Mmqt của các VR đồng chất đối với trục quay qua G (hình vẽ) : Khối trụ đặc, đĩa tròn: 2 1 I mR 2 Khối trụ rỗng, vành tròn: 2I mR Thanh mảnh dài L: 2 1 I mL 12 Khối cầu đặc: 2 2 I mR 5 Quả cầu rỗng: 2 2 I mR 3 Lƣu ý: 21I mR 2 21I mR 4 2I mR 21I mR 2 21I m 12 I 0 TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ 6 Nếu // G thì: Ví dụ 1: 2 2 21 3I mR mR mR 2 2 I = IG + md 2 3 - Định lý Huygens – Steiner: §3.3–MÔMEN QUÁN TÍNH. MÔMEN QUAY d – khoảng cách giữa hai trục quay và G G §3.3–MÔMEN QUÁN TÍNH. MÔMEN QUAY 4 – Mômen quay: Mômen của lực F đối với trục quay . M = Frsina=Fd Cánh tay đòn d là khoảng cách từ trục quay tới giá của lực. Đơn vị đo: N.m Trục quay d F a M r F r GF ma 1 – Phƣơng trình động lực học vật rắn : Tịnh tiến của khối tâm G. Quay quanh trục qua G. M I b §3.4–GIẢI BÀI TOÁN ĐLHVR TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ 7 §3.4–GIẢI BÀI TOÁN ĐLHVR 2. Phƣơng pháp giải bài toán động lực học VR B1: Phân tích các lực tác dụng lên VR. B2: Viết các PTĐLH cho chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay (nếu có) B3: Chiếu phƣơng trình (1) lên các trục tọa độ cần thiết. B4: Giải hệ pt và biện luận kết quả. GF ma (1) M I b
File đính kèm:
- bai_giang_vat_ly_dai_cuong_chuong_3_dong_hoc_va_dong_luc_hoc.pdf