Bài giảng Cơ lý thuyết 2 - ĐH Phạm Văn Đồng

TRƯỜNG ĐH PHẠM VĂN ĐỒNG<br /> KHOA KỸ THU T CÔNG NGHỆ<br /> *******<br /> <br /> ThS. NGUYỄN QUỐC B O<br /> <br /> BÀI GI NG<br /> <br /> C<br /> <br /> LÝ THUYẾT 2<br /> PHẦN ĐỘNG LỰC HỌC<br /> <br /> Qu ng Ngưi ậ 12/2015<br /> 1<br /> <br /> M CL C<br /> PH NăĐ NGăL CăH C<br /> L IăNịI Đ Uă.....…………………………………………...……….........……….. 3<br /> M<br /> Ch<br /> <br /> Đ Uă.....…………………………………………...……….........….………….. 4<br /> ng 1.<br /> <br /> CÁC Ð NH LU T C A NEWTON VÀ PH<br /> <br /> NG TRÌNH VI<br /> <br /> PHÂN CHUY N Đ NG<br /> 1.1. Các khái niệm ………...…………...…………….....……..…..…………….. 5<br /> 1.2. Các định luật động lực học của Newton ………..........…...……………….. 6<br /> 1.3. Phương trình vi phân chuyển động của chất điểm .........…….…..…...…….. 8<br /> 1.4. Hai bài toán cơ bản của động lực học ……..…….....…………..…...……… 9<br /> Ch<br /> <br /> ng 2.ăăăăăăăăăăCÁCăợ NHăLụăT NGăQUÁTăC AăĐ NGăL CăH C<br /> 2.1. Định lý biến thiên động lượng …………………….....…..….……………. 18<br /> 2.2. Định lý chuyển động khối tâm …………...………….........………………. 25<br /> 2.3. Định lý biến thiên momen động lượng …….…..…….......….……………. 29<br /> 2.4. Định lý biến thiên động năng …………......……….....……....…………… 35<br /> <br /> Ch<br /> <br /> ngă3.ăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăNGUYểNăLụăD’ALEMBERT<br /> 3.1. Lực quán tính ……...……………………….……….........……………….. 49<br /> 3.2. Nguyên lý d’Alembert …………..…………………….........………….….. 53<br /> 3.3. Bài toán áp dụng nguyên lý d’Alembert ….……......………...….....……... 55<br /> <br /> Ch<br /> <br /> ngă4.<br /> <br /> NGUYÊN LÝ DIăCHUY NăKH ăDƾ<br /> <br /> 4.1. Các khái niệm …….…..…………..................................................……….. 63<br /> 4.2. Nguyên lý di chuyển khả dĩ ………..……………….....……...………….. 66<br /> 4.3. Bài toán áp dụng nguyên lý di chuyển khả dĩ ………......…...………...….. 67<br /> Ch<br /> <br /> ngă 5. PH<br /> <br /> NGă TRỊNHă D'ALEMBERT-LAGRANGE VĨă PH<br /> <br /> NGă<br /> <br /> TRỊNHăLAGRANGEăLO IăII<br /> 5.1. Phương trình d'Alembert - Lagrange…….......………....…………...…….. 73<br /> 5.2. Phương trình Lagrange loại II ………….....…………......……....…………77<br /> T NGăK TăPH NăĐ NGăL CăH Că…...……...…………………….......…….. 86<br /> TÀI LI UăTHAMăKH O …….....…………...………………………...…...…….. 89<br /> <br /> 2<br /> <br /> LỜI NÓI ĐẦU<br /> Cơ lý thuyết là một môn học thuộc khối kiến thức kỹ thuật cơ sở<br /> được giảng dạy trong các ngành kỹ thuật ở các trường đại học, cao đẳng.<br /> Cơ lý thuyết nghiên cứu các qui luật tổng quát về chuyển động và sự cân<br /> bằng chuyển động của các vật thể.<br /> Cơ lý thuyết trong chương trình đào tạo của Trường Đại học Phạm<br /> Văn Đồng dành cho sinh viên bậc đại học ngành Cơ khí đào tạo theo học<br /> chế tín chỉ được chia làm 2 phần:<br /> Phần I. Tĩnh học và Động học.<br /> Phần II. Động lực học.<br /> Bài giảng Cơ lý thuyết 2 (Phần Động lực học) được biên soạn gồm<br /> 5 chương. Trong mỗi chương đều có phần Câu hỏi ôn tập giúp cho học<br /> viên củng cố các kiến thức đã học. Cuối tài liệu có Tổng kết Phần động<br /> lực học giúp sinh viên hệ thống lại toàn bộ nội dung đã học. Đi kèm với<br /> Bài giảng này, chúng tôi có biên soạn tài liệu Bài tập Cơ lý thuyết 2.<br /> Bài giảng này đã được hiệu chỉnh và bổ sung nhiều lần, tuy nhiên<br /> cũng không tránh khỏi những sai sót, rất mong được sự đóng góp của<br /> bạn đọc để tài liệu ngày càng được hoàn thiện hơn. Chúng tôi xin chân<br /> thành cảm ơn.<br /> Quảng Ngãi, tháng 12/2015<br /> Người biên soạn<br /> Email: baoqng2006@gmail.com<br /> <br /> 3<br /> <br /> PHẦN ĐỘNG LỰC HỌC<br /> <br /> MỞ ĐẦU<br /> Trong các phần trước chúng ta nghiên cứu về lực (xác định lực, thu<br /> gọn lực, hợp lực) cũng như về chuyển động (các dạng chuyển động, yếu tố<br /> đặc trưng chuyển động).<br /> Phần Động lực học (ĐLH) là phần thứ ba và là phần tổng quát nhất<br /> của Cơ lý thuyết. Nó nghiên cứu các qỐi lỐật chỐyển động của ốật thể<br /> dưới tác dụng của lực.<br /> Nói một cách khác: ĐLH nghiên cứu quan hệ giữa lực là nguyên<br /> nhân gây ra chuyển động và chuyển động của vật thể dưới tác dụng của<br /> lực tác dụng lên chúng.<br /> Trong ĐLH kh i lượng của các vật thể đóng một vai trò quan trọng.<br /> Vật thể ở đây có thể là chất điểm, hệ chất điểm (cơ hệ) và vật rắn tuyệt đối.<br /> <br /> 4<br /> <br /> Ch<br /> <br /> ng 1.<br /> <br /> CÁC ĐỊNH LU T CỦA NEWTON VÀ<br /> PH<br /> <br /> NG TRÌNH VI PHÂN CHUYỂN ĐỘNG<br /> A. M C TIÊU<br /> <br /> - Nắm được các định luật Newton của động lực học và các dạng của phương<br /> trình vi phân chuyển động.<br /> - Giải được hai bài toán cơ bản của động lực học.<br /> B. NỘI DUNG<br /> 1.1. CÁCăKHÁIăNI M<br /> 1.1.1.ăCh tăđi m<br /> Chất điểm là điểm hình học mang khối lượng.<br /> Vật chuyển động tịnh tiến được coi là chất điểm. Vật không chuyển động tịnh<br /> tiến, nhưng kích thước của nó có thể bỏ qua trong bài toán khảo sát cũng có thể coi là<br /> chất điểm.<br /> Ví dụ: Khi nghiên cứu chuyển động của quả đất quanh mặt trời, có thể coi quả đất<br /> như 1 chất điểm; viên đạn khi xác định tầm bắn cũng coi như là 1 chất điểm, …<br /> Trong chuyển động chất điểm có thể ở trạng thái tự do (gọi là chất điểm tự do)<br /> hoặc không tự do (gọi là chất điểm không tự do hay chất điểm chịu liên kết).<br /> 1.1.2.ăC ăh<br /> Cơ hệ là tập hợp hữu hạn hoặc vô hạn các chất điểm chuyển động phụ thuộc lẫn<br /> nhau.<br /> Ví dụ: Coi các hành tinh là các chất điểm thì hệ mặt trời là 1 cơ hệ.<br /> Cơ hệ gồm cơ hệ tự do và cơ hệ không tự do. Cơ hệ không tự do có thể được<br /> khảo sát như cơ hệ tự do nhờ thay thế liên kết.<br /> Vật rắn là 1 trường hợp đặc biệt của cơ hệ với vô hạn các chất điểm mà khỏang<br /> cách giữa 2 điểm bất kỳ thuộc nó không đổi.<br /> 1.1.3.ăL c<br /> Lực là số đo của tác dụng tương hỗ giữa các vật thể. Trong ĐLH, lực là đại lượng<br /> biến đổi theo vị trí r , vận tốc v và thời gian t.<br /> <br /> <br />  <br /> <br /> F  F (r , v , t ) .<br /> <br /> 5<br /> <br />