Bài giảng Vật lý đại cương - Chương 1 & 2

1VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG2Chương 1: Động học chất điểmNhững khái niệm mở đầuVéc tơ vận tốcVéc tơ gia tốcMột số dạng cơ bản của chuyển độngTổng hợp vận tốc và gia tốc3I. Những khái niệm mở đầuChuyển động (Chuyển động có tính chất tương đối)Hệ qui chiếu Hệ tọa độ (Đề các: Oxyz) Đồng hồChất điểmHệ chất điểmzMxyxzyO4Phương trình chuyển động xzy(C)zxyOMMQuỹ đạoPhương trình quỹ đạo * Tập hợp tất cả các vị trí mà chất điểm đi qua. * Phương trình: f(x,y,z,) = 0 * Cách tìm: Khử t trong phương trình chuyển động Ví dụ: I. Những khái niệm mở đầu5II. Véc tơ vận tốcVận tốc trung bình: Ý nghĩa?Vận tốc tức thời: Trong hệ tọa độ Đề các: Ý nghĩa? Đơn vị: m/s, km/h 1m/s = 3,6 km/h(C)zxyOMMM’Phương?Chiều?Độ lớn?6III. Véc tơ gia tốcĐịnh nghĩa (gia tốc toàn phần): Trong hệ tọa độ Đề các: Đơn vị: m/s27Gia tốc tiếp tuyến & gia tốc pháp tuyếnGia tốc tiếp tuyến: Phương: tiếp tuyến Chiều: cùng v – nhanh dần ngược v – chậm dần Độ lớn: Ý nghĩaGia tốc pháp tuyến: Phương: pháp tuyến Chiều: hướng tâm Độ lớn: Ý nghĩa Gia tốc toàn phần (C)zxyOMMM18IV. Một số dạng cơ bản của chuyển độngChuyển động thẳng đều:Chuyển động thẳng biến đổi đều:Chuyển động cong (cả tròn) biến đổi đều:9IV. Một số dạng cơ bản của chuyển độngChuyển động ném xiên:10IV. Một số dạng cơ bản của chuyển động M(chậm dần)M(nhanh dần)*Vận tốc góc trung bình Chuyển động tròn*Vận tốc góc tức thờiĐơn vị: rad/s*Gia tốc góc:Đơn vị: rad/s2*Biểu thức liên hệ:11V. Tổng hợp vận tốc & gia tốcxx’y’yOO’M12Chương 2: Động lực học chất điểmBa định luật NewtonĐịnh luật bảo toàn động lượngCác định lý về động lượng và xung lượngPhép biến đổi Galilê và nguyên lý tương đối Galilê13I. Ba định luật NewtonĐịnh luật 1: Nội dung: Vật cô lập: đứng yên mãi mãi chuyển động thẳng đều * Quán tính là gì? Bảo toàn trạng thái chuyển động. Định luật 1 ~ định luật quán tính * Hệ quy chiếu quán tính: 14I. Ba định luật Newton Lực? Khối lượng?Định luật II: -Biểu thức: -Phát biểu: *Đơn vị lực: *Nhận xét: Là phương trình cơ bản của động lực học *Nếu có nhiều lực tác dụng *Trọng lực: *Trong chuyển động cong:(C)MMM115I. Ba định luật NewtonĐịnh luật 3: * Lực và phản lực: F12 - lực  F21 - phản lực * Chú ý: Nhưng không triệt tiêu nhau! * Hệ quả: nội lực m1m216Các lực liên kếtPhản lực & lực ma sátLực căngLực đàn hồiI. Ba định luật NewtonOMAOMMA17II. Các định lý về động lượng và xung lượngĐịnh lý về động lượng -Biểu thức: Động lượng -Phát biểu: Định lý về xung lượng -Biểu thức: -Phát biểu: Gọi là xung lượng của lực 18Ý nghĩa:Động lượngĐộng lượng đặc trưng cho chuyển động về mặt động lực họcĐặc trưng cho khả năng truyền chuyển động trong sự va chạm giữa các vật.Xung lượng Đặc trưng cho kết quả của tác dụng lực trong một khoảng thời gian nào đó. Sự thay đổi chuyển động càng lớn khi cường độ lực càng mạnh và thời gian tác dụng càng dài.II. Các định lý về động lượng và xung lượng19III. Định luật bảo toàn động lượng* Định luật Ngoại lực Nội lực * Hệ cô lập: * Hệ không cô lập: * Bảo toàn động lượng theo một phương m1m2Ví dụ?20IV. Phép biến đổi Galilê &Nguyên lý tương đối GalilêPhép biến đổi Galilê t = t’  tuyệt đối x # x’ tương đối l = l’  tuyệt đốiNguyên lý tương đối Galilê: Các hiện tượng và các quá trình cơ học trong các hệ qui chiếu quán tính đều xảy ra giống nhau. zxyOZ’X’Y’O’21V. Hệ qui chiếu phi quán tính & lực quán tính Hệ qui chiếu phi quán tính: Lực quán tính 22Lực quán tính ly tâmV. Hệ qui chiếu phi quán tính và lực quán tínhmM23Chương 3: Động lực học của vật rắn chuyển độngChuyển động tịnh tiến và chuyển động quay của vật rắnMômen lực Mômen động lượng và định luật bảo toàn mômen động lượngMômen quán tính và định lý Huyghen-StênePhương trình cơ bản của chuyển động quay của vật rắn24I. Chuyển động tịnh tiến &chuyển động quayVật rắn: Chuyển động quay: Chuyển động tịnh tiến: 25*Đặc điểm Mọi điểm đều cùng vận tốc và gia tốc.*Phương trình Xét chất điểm thứ i chịu tác dụng ngoại lực và nội lực Đinh luật II Niu tơn Phương trình này giống với ptcđ của chất điểmI. Chuyển động tịnh tiến &chuyển động quayChuyển động tịnh tiến:26Khối tâm:Đạo hàm 2 lần theo t:Trong hệ tọa độ Đề cácI. Chuyển động tịnh tiến &chuyển động quay27II. Mô men lựcĐối với một điểm: Chuyển động tròn: 28II. Mô men lựcĐối với một trục29III. Mô men động lượngMô men động lượng của chất điểm Chuyển động tròn: 30III. Mô men động lượngĐịnh lý về mô men động lượng -Biểu thức: Chiếu lên trục : -Phát biểu: Định lý về mô menxung lượng -Biểu thức: -Phát biểu: Mô men xung lượng của lực 31III. Mô men động lượngMô men động lượng của một hệ:Định luật bảo toàn mô men động lượng: Hệ cô lập: Hệ không cô lập? Điều kiện nào để mô men động lượng bảo toàn? 32IV. Phương trình cơ bản của chuyển động quayĐặc điểm của chuyển động quay:Quỹ đạo: trònQuay được góc như nhauCùng vận tốc góc, gia tốc gócKhác vận tốc dài, gia tốc tiếp tuyếnPhương trình cơ bản của chuyển động quay33IV. Phương trình cơ bản của chuyển động quayÝ nghĩa các đại lượng trong chuyển động quay Chuyển động tịnh tiến Chuyển động quay34V. Tính mô men quán tínhMô men quán tính của chất điểm:Mô men quán tính của vật có khối lượng phân bố liên tục:Mô men quán tính của thanh:Mô men quán tính của đĩa (trụ) tròn:35V. Tính mô men quán tínhMô men quán tính của quả cầu:Mô men quán tính của mặt chữ nhật:Định lý Huyghen – SteneVí dụ:36VI. Con quayĐịnh nghĩa: Tính chất:Hiệu ứng con quay:Ứng dụng:37Chương 4. Năng lượngCông & công suấtNăng lượngĐộng năngVa chạmThế năngCơ năng38I. Công & công suấtCông - Chuyển động thẳng: - Chuyển động cong bất kỳ39Công suất: - Trung bình: - Tức thời: Liên hệ?I. Công & công suất40Công & công suất trong chuyển đông quay: - Công: - Công suất Đơn vị: Công: J (Jull) 1J = 1N.1mCông suất: W (Oát) 1W= 1J/1sI. Công & công suất41Định nghĩa:Thực nghiệm: W2 - W1 = A12Suy ra: hệ cô lập thì W2 = W1 = const Định luật bảo toàn năng lượng Định luật có luôn đúng?II. Năng lượng42Định nghĩa:màĐịnh lý động năng: III. Động năng43Động năng của vật rắn quay:Định lý động năng với vật rắn quay:Động năng tổng quát: III. Động năng44Va chạm đàn hồi:Động năng bảo toànĐộng lượng bảo toànChiếu Giải hệ: Hệ quả:IV. Va chạm45Va chạm mềm: sau va chạm dính vào nhauĐộng năng không bảo toànĐộng lượng bảo toànChiếu Giải được:Độ biến thiên động năng:IV. Va chạm46Trường lực thế:Trường lựcTrường lực thếLực thế Trọng trường đều là trường thế:V. Thế năng47Định nghĩa thế năng: Tính chất:- Thế năng xác định sai khác một hằng số, - Phụ thuộc vào mốc Thế năng trong trọng trường:Nếu gốc là mặt đấtV. Thế năng48VI. Cơ năngCơ năng:Trong trọng trường:Định luật bảo toàn cơ năng: chỉ có lực thếĐịnh luật biến thiên cơ năng: có thêm ngoại lực49VI. Cơ năngSơ đồ thế năng:Nếu Đồ thị Wt(x) gọi là sơ đồ thế năng Ví dụ: Giới hạn chuyển động: