VẬT LÝ ĐẠI CƢƠNG A1- ĐẠI HỌC
Chương 1
ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM
Giảng viên: TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ
NỘI DUNG
§1.1 – CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
§1.2 – TỐC ĐỘ VÀ VẬN TỐC
§1.3 – GIA TỐC
§1.4 – CHUYỂN ĐỘNG THẲNG
§1.5 – CHUYỂN ĐỘNG TRÒN
§1.6 –CHUYỂN ĐỘNG CONG
§1.1 . CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1. Chuyển động cơ học, chất điểm
Cơ học?
ngành vật lý nghiên cứu về chuyển động của các vật thể.
Động học
Cơ học
► Động học: ngành vật lý nghiên cứu chuyển
Động lực học Tĩnh học
động của các vật thể mà không xét đến nguyên nhân của chuyển động đó.
TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ
1
§1.1 . CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
►Chuyển động cơ học (chuyển động): là sự
1. Chuyển động cơ học, chất điểm
thay đổi vị trí của các vật thể.
Lưu ý: khái niệm chuyển động có tính tương đối.
§1.1 . CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
Chất điểm: là vật thể mà kích thước của nó có thể bỏ qua so với những kích thước, khoảng cách mà ta khảo sát. Lưu ý: khái niệm chất điểm có tính tương đối.
§1.1 . CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
Quãng đƣờng
2. Quĩ đạo, quãng đường, độ dời, hệ qui chiếu ►Quĩ đạo: là tập hợp các s
M
Mo
vị trí của chất điểm trong quá trình chuyển động.
Độ dời
Quĩ đạo
►Quãng đƣờng: là độ dài của vết mà chất điểm vạch ra trong thời gian khảo sát chuyển động.
►Độ dời: là vectơ nối từ vị trí đầu đến vị trí cuối.
TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ
2
§1.1 . CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
►Hệ qui chiếu:
Là hệ thống gồm một vật mốc, hệ tọa độ gắn với vật mốc đó và đồng hồ đo thời gian.
§1.1 . CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
3. Ptrình chuyển động, Ptrình quĩ đạo: z Vectơ vị trí: z
M Hay: M(x,y,z) y y O PTCĐ x PTQĐ x
Khử t
Cho biết vị trí ở thời điểm t Cho biết hình dạng quĩ đạo
§1.2 TỐC ĐỘ VÀ VẬN TỐC
1 – Tốc độ trung bình và vận tốc trung bình:
► Tốc độ trung bình:
M2
s
► Vận tốc trung bình:
M1
O Đơn vị: m/s Khi nào ?
TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ
3
§1.2 TỐC ĐỘ VÀ VẬN TỐC
2 – Tốc độ tức thời và vận tốc tức thời:
Tốc độ tức thời:
M2
M2
M1
Vận tốc tức thời:
s
§1.2 TỐC ĐỘ VÀ VẬN TỐC
► Đặc điểm của vectơ vận tốc tức thời:
• Phương: tiếp tuyến với quĩ đạo
• Chiều: theo chiều chuyển động
M2
M1
• Độ lớn: đạo hàm của quãng đường
• Điểm đặt: tại điểm khảo sát
§1.2 TỐC ĐỘ VÀ VẬN TỐC
3 – Biểu thức giải tích của vectơ vận tốc:
Trong hệ tọa độ Descartes:
TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ
4
§1.2 TỐC ĐỘ VÀ VẬN TỐC
4. Quãng đường vật đi:
Tổng quát: với:
Nếu v = const thì: s = v.(t2 – t1) = v.∆t
v Ý nghĩa hình học:
S t 0 S = trị số diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị v(t) với trục 0t. t1 t2
§1.3 – GIA TỐC
1 – Định nghĩa:
► Gia tốc tức thời:
► Đơn vị: m/s2
• Gia tốc trung bình:
§1.3 – GIA TỐC
2 – Biểu thức giải tích của vectơ gia tốc:
Trong hệ toạ độ Descartes:
với:
TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ
5
§1.3 – GIA TỐC
3–Gia tốc tiếp tuyến & gia tốc pháp tuyến:
M
GTPT
GTTT
đặc trưng cho sự thay đổi về của phương vectơ vận tốc.
đặc trưng cho sự thay đổi về độ lớn của vectơ vận tốc.
Gia tốc tiếp tuyến Gia tốc pháp tuyến
► Phƣơng: trùng với pháp tuyến của quĩ đạo.
► Phƣơng: trùng với tiếp tuyến của quĩ đạo ► Chiều:
: khi v tăng
► Chiều: luôn hướng về phía lõm của quĩ đạo
: khi v giảm
► Độ lớn:
► Độ lớn: R là bán kính chính khúc của quĩ đạo.
Vectơ gia tốc (toàn phần) luôn hướng vào bề lõm của quĩ đạo.
Lưu ý:
Đạo hàm Đạo hàm
Nguyên hàm Nguyên hàm
Chuyển động thẳng. Chuyển động đều (tốc độ không đổi). Chuyển động biến đổi đều.
* an = 0: * at = 0: * at = const: * an = 0 và at = const: Chuyển động thẳng BĐĐ. * an = const và at = 0: Chuyển động tròn đều.
: Chuyển động nhanh dần.
: Chuyển động chậm dần.
TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ
6
§1.4 – CHUYỂN ĐỘNG THẲNG
Chuyển động thẳng: chuyển động có qũi đạo là đường thẳng.
Gia tốc :
Vận tốc : Chú ý: • cđ nhanh dần • cđ chậm dần
Tọa độ :
Quãng đường :
Vận tốc trung bình:
§1.4 – CHUYỂN ĐỘNG THẲNG
1 - Chuyển động thẳng đều:
x = xo + v(t – to)
Gia tốc : Vận tốc : Tọa độ :
Quãng đường :
Lưu ý: Vận tốc v>0 khi chất điểm chuyển động
theo chiều dương của trục Ox, trái lại v<0.
§1.4 – CHUYỂN ĐỘNG THẲNG
2 - Chuyển động thẳng biến đổi đều:
Gia tốc :
Vận tốc:
Tọa độ:
Công thức độc lập thời gian :
Quãng đường :
Vận tốc trung bình :
TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ
7
§1.4 – CHUYỂN ĐỘNG THẲNG
3 - Rơi tự do:
Gia tốc:
h
Vận tốc: vo = 0 ; v = gt
Quãng đường:
Thời gian rơi:
Tốc độ ngay khi chạm đất:
§1.5 – CHUYỂN ĐỘNG TRÒN
Chuyển động tròn: Là chuyển động có qũi đạo là đường tròn.
1 – Tọa độ góc – góc quay
M
s
: toạ độ góc
R
Mo
o
= - 0
x
O
: góc quay
s = .R
Đơn vị: radian (rad)
§1.5 – CHUYỂN ĐỘNG TRÒN
2 – Tốc độ góc, Vận tốc góc:
Tốc độ góc tr/bình:
Tốc độ góc tức thời:
Vận tốc góc tr/bình:
Vận tốc góc tức thời:
Đơn vị: rad/s
TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ
8
§1.5 – CHUYỂN ĐỘNG TRÒN
vuông góc mặt phẳng qũi đạo.
Phƣơng:
Chiều:
Độ lớn:
theo qui tắc đinh ốc hoặc nắm tay phải. đạo hàm của tọa độ góc. Vectơ vận tốc góc tt: tâm của qũi đạo.
Điểm đặt:
§1.5 – CHUYỂN ĐỘNG TRÒN
Quan hệ giữa vận tốc góc và vận tốc dài:
Quan hệ giữa vận tốc góc và gia tốc pháp tuyến:
§1.5 – CHUYỂN ĐỘNG TRÒN
3 – Gia tốc góc:
Gia tốc góc TB:
Gia tốc góc tức thời:
Đơn vị: rad/s2
TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ
9
§1.5 – CHUYỂN ĐỘNG TRÒN
Song song với vectơ vận tốc góc.
Phƣơng:
Nhanh dần;
Chậm dần;
Chiều:
Độ lớn:
Đạo hàm của tốc độ góc = ’.
Điểm đặt:
Tại tâm của qũi đạo.
Q/hệ giữa gt góc và gt tiếp tuyến:
§1.5 – CHUYỂN ĐỘNG TRÒN
So sánh các biến số giữa cđ thẳng & tròn:
Chuyển động thẳng
Chuyển động tròn
Toạ độ : x Toạ độ góc:
Góc quay: Quãng đƣờng: s
Vận tốc góc: Vận tốc: v
Gia tốc: a Gia tốc góc:
§1.5 – CHUYỂN ĐỘNG TRÒN
4 – Chuyển động tròn đều:
•Gia tốc góc: = 0
•Vận tốc góc: = const
•Toạ độ góc: = o + t
•Góc quay:
•Quãng đường: s = R = vt
•Chu kì quay (s): T = 2R/v = 2/
•Tần số (Hz): f = 1/T = v/2R = /2
TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ
10
§1.5 – CHUYỂN ĐỘNG TRÒN
5 – Chuyển động tròn biến đổi đều:
Gia tốc góc: = const
Vận tốc góc: = o + t
Toạ độ góc:
Góc quay:
Công thức độc lập t/gian:
• nếu - cđ nhanh dần • nếu - cđ chậm dần
Vận tốc góc tb:
§1.6 – CHUYỂN ĐỘNG CONG
1 - Chuyển động ném ngang
O
x
h
y
§1.6 – CHUYỂN ĐỘNG CONG
Các phương trình của cđ ném ngang:
Gia tốc:
Vận tốc:
PTCĐ:
TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ
11
§1.6 – CHUYỂN ĐỘNG CONG
PTQĐ:
Thời gian chuyển động
Tầm xa:
§1.6 – CHUYỂN ĐỘNG CONG
2 - Chuyển động ném xiên
y
x
O
§1.6 – CHUYỂN ĐỘNG CONG
Các phương trình của chuyển động ném xiên:
Gia tốc:
Vận tốc:
PTCĐ:
TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ
12
PTQĐ:
Độ cao cực đại:
xmax
Thời gian rơi:
Tầm xa:
