Lý thuyết về ba định luật Newton

I/ Định luật I Newton:

Nếu một vật chịu tác dụng của các lực cân bằng, hoặc hợp lực tác dụng vào vật bằng 0 thì vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên đang chuyển động thẳng đều sẽ tiếp tục chuyển động động thẳng đều.

Quán tính:

Là tính chất vật lí gắn liền với mọi vật chuyển động, nó có xu hướng bảo toàn vận tốc của vật cả về hướng và độ lớn.

Hệ qui chiếu quán tính:

Là hệ qui chiếu gắn vào vật mốc đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều. Trong hệ qui chiếu quán tính không có lực quán tính.

Hệ qui chiếu phi quán tính:

Là hệ qui chiếu gắn vào vật mốc chuyển động có gia tốc, trong chương trình vật lí phổ thông ta chỉ xét hệ qui chiếu phi quán tính gắn vào vật mốc chuyển động có gia tốc không đổi (chuyển động thẳng biến đổi đều). Trong hệ qui chiếu phi quán tính xuất hiện lực quán tính.
Từ định luật I Newton ta rút ra được những vấn đề sau

  1. Vật chuyển động thẳng đều → không có lực tác dụng vào vật hoặc hợp lực tác dụng vào vật bằng 0 → gia tốc a = 0
  2. Vật đứng yên → không có lực tác dụng vào vật hoặc hợp lực tác dụng vào vật bằng 0 → gia tốc a = 0
  3. Một vật có thể chuyển động thẳng đều mà không cần có lực tác dụng vào vật.

II/ Định luật II Newton

Gia tốc của một vật cùng hướng với hợp lực tác dụng. Độ lớn của gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của hợp lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật.

Biểu thức định luật II Newton:

Dạng véc tơ: \[\vec{a}=\dfrac{\vec{F}}{m}\]

Dạng độ lớn: \[a=\dfrac{F}{m}\]

Trong đó:

  • \[\vec{F}=\vec{F_{1}}+\vec{F_{2}}+…+\vec{F_{n}}\]: hợp của các lực tác dụng vào vật (N)
  • m: khối lượng của vật (kg)
  • a: gia tốc của vật (m/s2)

Mức quán tính (định nghĩa khác về khối lượng của một vật)

Trong cơ học cổ điển (cơ học tuân theo các định luật Newton) khối lượng là không đổi có tính chất cộng được và nó bằng tổng lượng vật chất cấu tạo nên vật (định nghĩa cũ)

Dưới tác dụng của cùng một lực F vào hai vật khác nhau => theo định luật II Newton ta có

F = m1a1 = m2a2 => m1 > m2 => a2 > a1 có nghĩa là với cùng một lực tác dụng vật có khối lượng càng lớn thì gia tốc càng nhỏ => khả năng thay đổi vật tốc của vật càng lớn => mức quán tính lớn

Định nghĩa khác: khối lượng là đại lượng vật lí đặc trưng cho mức quán tính của vật, vật có khối lượng càng lớn thì mức quán tính càng lớn và ngược lại.

Từ nội dung của định luật II Newton ta rút ra được các kết luận sau

  1. Lực là nguyên nhân gây ra gia tốc → nguyên nhân làm vật chuyển động
  2. Muốn thay đổi vận tốc của vật → phải tác dụng lực vào vật
  3. Hướng chuyển động của vật phụ thuộc vào độ lớn và hướng của lực tác dụng
  4. Với cùng một lực tác dụng, khối lượng của vật sẽ tỉ lệ nghịch với khả năng thay đổi vận tốc của vật 

III/ Định luật III Newton

Lý thuyết về ba định luật Newton
Hình minh họa tương tác giữa hai vật theo định luật III Newton

Khi vật A tác dụng lên vật 1 một lực thì đồng thời vật 1 cũng tác dụng trở lại vật A một lực. Hai lực này là hai lực trực đối, cùng phương, cùng độ lớn nhưng ngược chiều.

Biểu thức của định luật III Newton

\[\vec{F_{12}}= -\vec{F_{21}}\]

  • \[\vec{F_{12}}\]: là lực do vật 1 tác dụng lên vật 2 điểm đặt lực tại 2
  • \[\vec{F_{21}}\]: là lực do vật 2 tác dụng lên vật 1 điểm đặt lực tại 1
  • \[{{F}_{12}}={{m}_{1}}{{a}_{1}}={{m}_{1}}(\dfrac{\vec{v}_{1}^{/}-{{{\vec{v}}}_{1}}}{t})\]
  • \[{{F}_{21}}={{m}_{2}}{{a}_{2}}={{m}_{2}}(\dfrac{\vec{v}_{2}^{/}-{{{\vec{v}}}_{2}}}{t})\]

Biểu thức mở rộng của định luật III

\[{{\vec{F}}_{12}}=-{{\vec{F}}_{21}}\to {{m}_{1}}(\vec{v}_{1}^{/}-{{\vec{v}}_{1}})=-{{m}_{2}}(\vec{v}_{2}^{/}-{{\vec{v}}_{2}})\]

Trong đó:

  • v/1: vận tốc của vật 1 sau khi tương tác
  • v1: vận tốc của vật 1 trước khi tương tác
  • v/2: vận tốc của vật 2 sau khi tương tác
  • v2: vận tốc của vật 2 trước khi tương tác

Phân biệt giữa hai lực cân bằng và hai lực trực đối

Lý thuyết về ba định luật Newton

Chú ý: hai lực cân bằng cũng là hai lực trực đối nhưng điều ngược lại không đúng, bảng phân biệt trên chỉ áp dụng cho định luật III Newton.

Khái niệm lực và phản lực

Trong biểu thức của định luật III Newton cặp lực trực đối được gọi riêng là lực và phản lực, nếu gọi \[\vec{F_{12}}\] là lực thì \[\vec{F_{21}}\] là phản lực và ngược lại nếu gọi \[\vec{F_{12}}\] là lực thì \[\vec{F_{21}}\] là phản lực.

Đặc điểm của lực tác dụng dụng và phản lực

  • Lực và phản lực xuất hiện và mất đi đồng thời
  • Lực và phản lực là hai lực trực đối

What do you think?

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Bài tập trắc nghiệm vật lí chương mắt và các dụng cụ quang

Mach RLC nối tiếp phương pháp giản đồ véc tơ