Chủ đề Các lực cơ học

Các lực cơ họcLực hấp dẫn: Lý thuyết mang tính định lượng đầu tiên của lực hấp dẫn xây dựng trên các quan sát do Isaac Newton thiết lập vào năm 1687 trong cuốn Principia của ông. Ông viết rằng lực hấp dẫn tác dụng lên mặt trời và các hành tinh phụ thuộc vào lượng vật chất mà chúng chứa. Nó truyền đi những khoảng cách xa và luôn luôn giảm tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách. Công thức viết cho lực F giữa hai vật có khối lượng m1 và m2 cách nhau khoảng r là Trong đó G là hằng số tỉ lệ, hay hằng số hấp dẫn. Newton không hoàn toàn hài lòng với lí thuyết của ông vì nó giả sử một tương tác xuyên khoảng cách. Định luât được phát biểu: “ Lực hấp dẫn giữa hai chất điểm bất kì tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng” Trọng lực của một vật là lực hấp dẫn giữa Trái đất và vật đó. Trọng tâm của vật là điểm đặt trọng lực của vật. II. Lực đàn hồi của lò xo.Lực đàn hồi xuất hiện ở 2 đầu của lò xo và tác dụng vào các vật tiếp xúc (hay gắn) với lò xo, làm nó biến dạng.Hướng của lực đàn hồi ở mỗi đầu lò xo ngược với hướng của ngoại lực gây biến dạng. Cụ thể là khi bị dãn, lực đàn hồi của lò xo hướng theo trục của lò xo vào phía trong, còn khi bị nén, lực đàn hồi hướng theo trục của lò xo về phía ngoài. Để lò xo dãn nhiều hơn thì phải kéo mạnh hơn. Đó là vì lực đàn hồi đã tăng theo để chống lại lực kéo. Nhà vật lí người Anh- Robert Hooke đã nghiên cứu và tìm ra định luật về mối liên quan giữa độ lớn lực đàn hồi của lò xo và độ dãn của lò xo. Phát biểu: “ Trong giới hạn đàn hồi, độ lớn của lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo.” Trong đó: k là độ cứng (hay hệ số đàn hồi) của lò xo. Khi cùng chịu một ngoại lực gây biến dạng, lò xo nào càng cứng thì càng ít bị biến dạng, do đó hệ số k càng lớn. III. Lực ma sát: Ma sát là hiện tượng ta gặp ở mọi nơi trong đời sống. Chiếc đinh, chiếc ốc bám được chắc vào tường là nhờ có lực ma sát. Chuyển động của xe đạp, phanh xe, ô tô, tàu hoả điều khiển được cũng là nhờ có lực ma sát. Ma sát là hiện tượng xuất hiện lực cản chống lại chuyển động của các vật thể tại các bề mặt tiếp xúc của chúng. Lực chống lại chuyển động gọi là lực ma sát. Dựa vào đặc điểm của lực ma sát người ta chia lực ma sát ra làm 3 loại: lực ma sát trượt, lực ma sát lăn và lực ma sát nghỉLực ma sát trượt: Khi một vật chuyển động trượt trên một bề mặt thì bề mặt tác dụng lên vật (tại chỗ tiếp xúc) một lực ma sát trượt cản trở chuyển động của vật trên mặt đó. Độ lớn của lực ma sát trượt: - Không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc và tốc độ của vật. - Tỉ lệ với độ lớn áp lực. - Phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của 2 vật tiếp xúc. Hệ số ma sát trượt: là hệ số tỉ lệ giữa lực ma sát trượt và độ lớn của áp lực.Lực ma sát lăn: xuất hiện khi một vật lăn trên mặt một vật khác, để cản lại chuyển động lăn của vật. Đặc điểm lực ma sát lăn: - Xuất hiện ở chỗ tiếp xúc của vật với bề mặt mà vật lăn trên đó để cản trở chuyển động lăn. - Rất nhỏ so với lực ma sát trượt. Lực ma sát nghỉ: Ở thí nghiệm trong hình bên, nếu ta kéo lực kế một lực nhỏ thì khúc gỗ chưa chuyển động. Mặt bàn đã tác dụng vào khúc gỗ lực ma sát nghỉ cân bằng với lực kéo, làm khúc gỗ đứng yên. Đặc điểm lực ma sát nghỉ: Có hướng ngược với hướng của lực tác dụng song song với mặt tiếp xúc, độ lớn bằng độ lớn của lực tác dụng, khi vật còn chưa chuyển động. Có độ lớn cực đại, lực ma sát nghỉ cực đại lớn hơn lực ma sát trượt.