Chương 2: Động lực học chất điểm

2.1. Các định luật Newton 2.2. Các lực cơ học 2.3. Phương pháp động lực học 2.4. Động lượng và xung lượng 2.5. Mômen động lượng-Mô men lực 2.6. Nguyên lý tương đối Galilée-Lực quán tính  2P AP 1P N BP A B  LÊ VĂN NAM - ĐH CNTP 2.1. Các định luật Newton Isaac Newton (1642-1727) Định luật I: Định luật II: Gia tốc mà vật thu được tỉ lệ ……. với lực tác dụng và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật. a  Định luật III: F  (Vật cô lập là vật không chịu tác dụng từ bên ngoài Quán tính là tính ……… trạng thái chuyển động của vật) Nếu A tác dụng lên B một lực thì B cũng sẽ tác dụng trở lại A một lực cùng độ lớn, cùng phương, ngược chiều với . F 'F F (Định luật quán tính) Một vật ……. sẽ …………………..chuyển động. - PT Cơ bản của động lực học: LÊ VĂN NAM - ĐH CNTP 2.2. Các lực cơ học CÁC LỰC CƠ HỌC THƢỜNG GẶP  Lực hấp dẫn:  Lực đàn hồi:  Trọng lực:  Lực ma sát trượt:  Lực hướng tâm và ly tâm: 1 2 hd 2 m m F G r  P mg Trọng lượng: P = mg msF kN F kx  2 ht ht mv F ma r   (Flt là phản lực của lực hướng tâm) G = 6,67.10-11 (Nm2/kg2) LÊ VĂN NAM - ĐH CNTP (k: hệ số ma sát) (k: độ cứng) 2.2. Các lực cơ học Đặc điểm của một số lực cơ học:  Phản lực và lực ma sát msf F N P msR f N  phụ thuộc vào bản chất và tính chất của các mặt tiếp xúc LÊ VĂN NAM - ĐH CNTP msf N : phản lực pháp tuyến không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc. R 2.2. Các lực cơ học M na ta a Đặc điểm của một số lực cơ học:  Lực trong chuyển động cong t nma ma ma  t nF F F  : Lực …………. : Lực …………… nF tF n ht htF F ma    Lực căng dây Tại mỗi điểm của dây sẽ xuất hiện những lực và phản lực: t na a a  LÊ VĂN NAM - ĐH CNTP 2.3. Phƣơng pháp động lực học Phƣơng pháp giải bài toán động lực học Bƣớc 2: Áp dụng phương trình định luật II Newton cho từng vật và cho cả hệ. Bƣớc 1: Vẽ hình và xác định các lực tác dụng Bƣớc 3: Chiếu từng phương trình lên hướng chuyển động của từng vật và của cả hệ.    vât.AF  hê.F   Bƣớc 4: Giải phương trình hoặc hệ phương trình để tính các đại lượng cần tìm. LÊ VĂN NAM - ĐH CNTP 2.3. Phƣơng pháp động lực học Áp dụng Xác định gia tốc chuyển động và sức căng của dây kéo của hệ hai vật A, B như hình vẽ (dây không giãn, khối lượng dây và ròng rọc không đáng kể, ma sát của vật A so với mặt phẳng nghiêng không đáng kể)  A B LÊ VĂN NAM - ĐH CNTP 2.3. Phƣơng pháp động lực học AP vât.A vât.A vât.AF m a hê. hê. hê.F m a  A B T T' T T'    LÊ VĂN NAM - ĐH CNTP 2.4. Động lƣợng và xung lƣợng LÊ VĂN NAM - ĐH CNTP Thiết lập các định lý về động lƣợng Động lƣợng của chất điểm: p m.v dv d(m.v) dp F m.a m. dt dt dt     dp F dt  Định lý về động lƣợng “Đạo hàm động lượng của một chất điểm đối với thời gian có giá trị bằng lực tác dụng lên chất điểm.” đặc trưng cho Định lý 1   chuyển động về mặt động lực học khả năng truyền chuyển động trong va chạm (kgm/s) 2.4. Động lƣợng và xung lƣợng LÊ VĂN NAM - ĐH CNTP dp F dt Định lý 2 dp Fdt  2 2 1 1 p t p t dp Fdt   F const 2 1p p F t     “Độ biến thiên động lượng của chất điểm trong một khoảng thời gian nào đó bằng xung lượng của tổng lực tác dụng lên chất điểm trong khoảng thời gian đó.” ……..của lực p F t    Xung lƣợng của một lực trong một khoảng thời gian đặc trƣng cho tác dụng của lực trong khoảng thời gian đó. 2.4. Động lƣợng và xung lƣợng LÊ VĂN NAM - ĐH CNTP Định luật bảo toàn động lƣợng “Tổng động lƣợng của một hệ cô lập luôn đƣợc bảo toàn” 1 2 np p p ...... p ........     dp F dt  p  Áp dụng Giải thích hiện tƣợng súng…… ….. khi bắn Xét chuyển động của các vật sau ………….   Xét chuyển động của các vật nhờ ………….  2.4. Động lƣợng và xung lƣợng LÊ VĂN NAM - ĐH CNTP Giải thích hiện tƣợng súng giật lùi khi bắn  _ Nếu bỏ qua ma sát thì tổng hợp các ngoại lực tác dụng lên hệ (gồm súng và đạn) theo phương ngang bằng không. Tổng động lượng của hệ theo phương ngang được bảo toàn. hê_truoc.khi.ban hê_sau.khi.banp p 2.5. Mômen động lƣợng - Mômen lực LÊ VĂN NAM - ĐH CNTP Mômen động lƣợng L r p Mômen động lượng của chất điểm chuyển động so với một điểm (kgm2/s) M r p m.v o L Định lý về momen động lƣợng dp F dt  dp r r F dt    d(r p) r F dt    dL M dt  Định lý: “Đạo hàm theo thời gian của momen động lượng của một chất điểm chuyển động bằng tổng momen lực tác dụng lên chất điểm.” Mômen động lƣợng trong chuyển động tròn 2.5. Mômen động lƣợng - Mômen lực L r p  M r P m.v L  L I.  2L mr  r mv  m.r r  LÊ VĂN NAM - ĐH CNTP Định luật bảo toàn momen động lƣợng dL M dt  L  2.5. Mômen động lƣợng- Mômen lực LÊ VĂN NAM - ĐH CNTP L I. const  2.6. Nguyên lý tƣơng đối Galilée-Lực quán tính LÊ VĂN NAM - ĐH CNTP Nguyên lý tƣơng đối Galilée Hoặc: Các phương trình động lực học có dạng như nhau trong các hệ qui chiếu quán tính khác nhau. “Mọi hệ qui chiếu chuyển động thẳng đều đối với hệ qui chiếu quán tính cũng là hệ qui chiếu quán tính.” 0a   Hệ qui chiếu không quán tính là hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc so với hệ qui chiếu quán tính. 2.6. Nguyên lý tƣơng đối Galilée-Lực quán tính LÊ VĂN NAM - ĐH CNTP Hệ quy chiếu không quán tính Hệ quy chiếu quán tính P N P N qtF A 0 A 0 2.6. Nguyên lý tƣơng đối Galilée-Lực quán tính LÊ VĂN NAM - ĐH CNTP m.a m.a ' m.A  qtF m.A  qtF' F F  Vvv  ' a a ' A  v, a : vận tốc và gia tốc đối với hệ O v’,a’ : vận tốc và gia tốc đối với hệ O’ V, A : vận tốc và gia tốc của hệ O’ đối với O Công thức cộng vận tốc và gia tốc P N qtF A 0 O O' HQC mặt đất m.a ' m.a m.A  : Lực quán tính