Bài giảng Vật lý đại cương A1: Chương 1 - TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ

VẬT LÝ ĐẠI CƢƠNG A1- ĐẠI HỌC<br /> <br /> Chương 1<br /> ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM<br /> Giảng viên: TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ<br /> <br /> NỘI DUNG<br /> §1.1 – CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN<br /> §1.2 – TỐC ĐỘ VÀ VẬN TỐC<br /> §1.3 – GIA TỐC<br /> §1.4 – CHUYỂN ĐỘNG THẲNG<br /> §1.5 – CHUYỂN ĐỘNG TRÒN<br /> §1.6 –CHUYỂN ĐỘNG CONG<br /> <br /> §1.1 . CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN<br /> 1. Chuyển động cơ học, chất điểm<br /> <br /> Cơ học?<br /> <br /> ngành vật lý nghiên cứu về<br /> chuyển động của các vật thể.<br /> Động học<br /> <br /> Cơ học<br /> <br /> Động lực học<br /> Tĩnh học<br /> <br /> ► Động<br /> <br /> học: ngành vật lý nghiên cứu chuyển<br /> <br /> động của các vật thể mà không xét đến<br /> nguyên nhân của chuyển động đó.<br /> <br /> TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ<br /> <br /> 1<br /> <br /> §1.1 . CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN<br /> 1. Chuyển động cơ học, chất điểm<br /> ► Chuyển<br /> <br /> động cơ học (chuyển động): là sự<br /> thay đổi vị trí của các vật thể.<br /> <br /> Lưu ý: khái niệm chuyển động có tính tương đối.<br /> <br /> §1.1 . CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN<br />  Chất điểm: là vật thể mà kích thước của nó có<br /> thể bỏ qua so với những kích thước, khoảng<br /> cách mà ta khảo sát.<br /> Lưu ý: khái niệm chất điểm có tính tương đối.<br /> <br /> §1.1 . CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN<br /> 2. Quĩ đạo, quãng đường, độ dời, hệ qui chiếu<br /> ► Quĩ<br /> <br /> đạo: là tập hợp các<br /> vị trí của chất điểm trong<br /> quá trình chuyển động. M<br /> đƣờng: là độ dài<br /> của vết mà chất điểm<br /> vạch ra trong thời gian<br /> khảo sát chuyển động.<br /> <br /> Quãng đƣờng<br /> <br /> s<br /> <br /> <br /> o<br /> <br /> r<br /> <br /> M<br /> <br /> ► Quãng<br /> <br /> Độ dời<br /> Quĩ đạo<br /> <br /> ► Độ<br /> <br /> dời: là vectơ nối từ vị<br /> trí đầu đến vị trí cuối.<br /> <br /> TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ<br /> <br /> 2<br /> <br /> §1.1 . CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN<br /> ► Hệ<br /> <br /> qui chiếu:<br /> <br /> Là hệ thống<br /> gồm một vật<br /> mốc, hệ tọa độ<br /> gắn với vật mốc<br /> đó và đồng hồ<br /> đo thời gian.<br /> <br /> §1.1 . CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN<br /> 3. Ptrình chuyển động, Ptrình quĩ đạo:<br /> z<br /> Vectơ vị trí:<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> z<br /> <br /> r (t)  OM  x i  y j  z k<br /> <br /> <br /> <br /> Hay: M(x,y,z)<br /> <br /> <br /> i<br /> <br /> PTCĐ<br /> <br /> x<br /> <br />  x  f (t)<br /> <br />  y  g(t)<br /> z  h(t)<br /> <br /> <br /> M<br /> <br /> r<br /> <br /> <br /> <br /> k<br /> <br /> y<br /> <br /> <br /> <br /> O j<br /> <br /> y<br /> <br /> PTQĐ<br /> <br /> x<br /> <br /> F( x, y, z)  0<br /> <br /> G ( x, y, z)  0<br /> <br /> Khử t<br /> <br /> Cho biết vị trí ở<br /> thời điểm t<br /> <br /> Cho biết hình<br /> dạng quĩ đạo<br /> <br /> §1.2 TỐC ĐỘ VÀ VẬN TỐC<br /> 1 – Tốc độ trung bình và vận tốc trung bình:<br /> ► Tốc<br /> <br /> vs <br /> <br /> s<br /> s<br /> <br /> t t 2  t1<br /> <br /> ► Vận<br /> <br /> v tb <br /> <br /> độ trung bình:<br /> <br /> vs <br /> <br /> tốc trung bình:<br /> <br /> s1  s 2  ...  s n<br /> t1  t 2  ...  t n<br /> s<br /> <br /> M1<br /> <br /> r r2  r1<br /> <br /> t t 2  t1<br /> <br /> r<br /> <br /> TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ<br /> <br /> r2<br /> <br /> r1<br /> <br /> Đơn vị: m/s<br /> <br /> 5<br /> 1km / h  m / s<br /> 18<br /> <br /> M2<br /> <br /> O<br /> Khi nào<br /> <br /> vs  v tb<br /> <br /> ?<br /> <br /> 3<br /> <br /> §1.2 TỐC ĐỘ VÀ VẬN TỐC<br /> 2 – Tốc độ tức thời và vận tốc tức thời:<br /> <br /> <br /> Tốc độ tức thời:<br /> <br /> v<br /> <br /> <br /> v<br /> s<br /> <br /> ds<br />  s'<br /> dt<br /> <br /> M2<br /> <br /> M2<br /> <br /> <br /> ds<br /> M1<br /> <br /> r<br /> <br /> <br /> <br /> dr<br /> <br /> <br /> <br /> r2<br /> <br /> Vận tốc tức thời:<br /> <br /> <br /> <br /> r2<br /> <br /> <br /> <br /> r1<br /> <br /> v<br /> <br /> dr <br />  (r)'<br /> dt<br /> <br /> §1.2 TỐC ĐỘ VÀ VẬN TỐC<br /> ► Đặc<br /> <br /> điểm của vectơ vận tốc tức thời:<br /> <br /> • Phương: tiếp tuyến với quĩ đạo<br /> <br /> v<br /> <br /> • Chiều: theo chiều chuyển động<br /> <br /> <br /> • Độ lớn: đạo hàm của<br /> quãng đường<br /> <br /> | d r | ds M<br /> 2<br /> M1<br /> <br /> • Điểm đặt: tại điểm khảo sát<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> r2<br /> <br /> r1<br /> <br /> §1.2 TỐC ĐỘ VÀ VẬN TỐC<br /> 3 – Biểu thức giải tích của vectơ vận tốc:<br /> Trong hệ tọa độ Descartes:<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> r  OM  x i  y j  z k<br /> <br /> <br /> <br /> v<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> dr<br />  vX . i  v y . j  v z .k  (v x , v y , v z )<br /> dt<br /> <br /> vx  x ', v y  y ', vz  z '<br /> <br /> v  v2x  v2y  vz2<br /> <br /> TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ<br /> <br /> 4<br /> <br /> §1.2 TỐC ĐỘ VÀ VẬN TỐC<br /> 4. Quãng đường vật đi:<br /> t2<br /> <br /> Tổng quát:<br /> <br /> <br /> <br /> s   vdt với: v | v |<br /> t1<br /> <br /> Nếu v = const thì:<br /> <br /> s = v.(t2 – t1) = v.∆t<br /> v<br /> <br /> Ý nghĩa hình học:<br /> S = trị số diện<br /> tích hình phẳng<br /> giới hạn bởi đồ<br /> thị v(t) với trục<br /> 0t.<br /> <br /> S<br /> 0<br /> <br /> t1<br /> <br /> t<br /> <br /> t2<br /> <br /> §1.3 – GIA TỐC<br /> 1 – Định nghĩa:<br /> <br /> <br /> ► Gia<br /> <br /> <br /> <br /> tốc tức thời:<br /> <br /> ► Đơn<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br />  v v 2  v1<br /> a tb <br /> <br /> t<br /> t 2  t1<br /> <br /> • Gia tốc trung bình:<br /> <br /> <br /> <br /> dv <br /> a<br />  (v) '<br /> dt<br /> <br /> vị: m/s2<br /> <br /> §1.3 – GIA TỐC<br /> 2 – Biểu thức giải tích của vectơ gia tốc:<br /> Trong hệ toạ độ Descartes:<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> a  a x . i  a y . j  a z . k  (a x , a y , a z )<br /> <br /> với:<br /> <br /> a x  v'x  x ''<br /> <br /> '<br /> a y  v y  y ''<br /> <br /> '<br /> a z  v z  z ''<br /> <br /> TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ<br /> <br /> a  a 2x  a 2y  a z2<br /> <br /> 5<br /> <br />