Bài giảng Vật lý đại cương A1: Chương 4 - TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ

VẬT LÝ ĐẠI CƢƠNG A1 ĐẠI HỌC<br /> <br /> Chƣơng 4<br /> CÔNG VÀ<br /> NĂNG LƢỢNG<br /> Giảng viên: TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ<br /> <br /> NỘI DUNG<br /> §4.1 – CÔNG<br /> §4.2 – CÔNG SUẤT<br /> §4.3 – NĂNG LƢỢNG<br /> §4.4 – CƠ NĂNG. ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN<br /> CƠ NĂNG<br /> §4.5 – GIẢI BÀI TOÁN BẰNG PH ƢƠNG<br /> PHÁP NĂNG LƢỢNG<br /> <br /> §4.1 – CÔNG<br /> <br /> <br /> <br /> F<br /> <br /> 1 – Định nghĩa<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> dA  Fds cos   F d s  F d r<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> <br /> A   Fds cos    F d s   F d r   Fx dx  Fy dy  Fz dz<br /> (s )<br /> <br /> (s )<br /> <br /> (s )<br /> <br /> (s )<br /> <br /> Đơn vị: Jun (J)<br /> • Nếu F là lực thế: Fx=f(x), Fy=g(y), Fz=h(z)<br /> y2<br /> <br /> x2<br /> <br /> A12 <br /> <br /> <br /> x1<br /> <br /> Fx dx <br /> <br /> <br /> y1<br /> <br /> TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ<br /> <br /> z2<br /> <br /> Fy dy <br /> <br />  F dz<br /> z<br /> <br /> z1<br /> <br /> 1<br /> <br /> §4.1 – CÔNG.<br /> <br /> • Nếu F=const,  = const :<br /> <br /> <br /> <br /> F<br /> <br /> A  F.s.cos<br /> <br /> <br /> <br /> • Nếu  = 900 thì A = 0.<br /> • Nếu  < 900 thì A > 0: công phát động.<br /> • Nếu  > 900 thì A < 0: công cản.<br /> <br /> §4.1 – CÔNG<br /> 2. Công của lực ma sát, đàn hồi, hấp dẫn<br /> <br /> a – Công của lực ma sát:<br /> <br /> A    Fms ds<br /> (s)<br /> <br /> A   Fms .s<br /> <br /> Nếu Fms  const<br /> <br /> b – Công của lực đàn hồi:<br /> <br /> A<br /> <br /> 1<br /> k ( x12  x 22 )<br /> 2<br /> <br /> x1 ?<br /> x2 ?<br /> <br /> Lực đàn hồi là lực thế.<br /> <br /> §4.1 – CÔNG<br /> c – Công của lực hấp dẫn:<br /> <br /> A  Gm1m 2 (<br /> <br /> 1 1<br />  )<br /> r2 r1<br /> <br /> r1 ?<br /> r2 ?<br /> <br /> • Công của trọng lực:<br /> <br /> A  mg(h1  h 2 ) h1 ?<br /> h2 ?<br /> Lực hấp dẫn, trọng lực là những lực thế.<br /> <br /> TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ<br /> <br /> 2<br /> <br /> §4.1 – CÔNG<br /> 3. Công của lực trong chuyển động quay<br /> <br /> dA  Fds<br />  Ft Rd  MFd<br /> t<br /> A<br /> <br /> 2<br /> <br />  M d<br /> F<br /> <br /> 1<br /> <br /> Nếu M F  const<br /> <br /> A  M F<br /> <br /> §4.2 – CÔNG SUẤT<br /> 1 – Định nghĩa<br /> Công suất trung bình:<br /> <br /> p tb <br /> <br /> Công suất tức thời:<br /> <br /> p<br /> <br /> Đơn vị: oát (W)<br /> Lƣu ý:<br /> <br /> A<br /> t<br /> <br /> dA<br /> dt<br /> <br /> 1hP = 736 W<br /> <br /> Đơn vị công:<br /> <br /> 1kWh = 3,6.106 J<br /> <br /> §4.2 – CÔNG SUẤT<br /> 2 – Quan hệ giữa công suất, lực và vận tốc:<br />  <br /> <br /> p  F. v  Fv cos <br /> Công suất trong chuyển động quay:<br /> <br /> p  M <br /> <br /> TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ<br /> <br /> 3<br /> <br /> §4.2 – NĂNG LƢỢNG<br /> 1 – Khái niệm năng lƣợng:<br /> Năng lƣợng là thuộc tính cơ bản của vật<br /> chất, đặc trƣng cho mức độ vận động<br /> của vật chất.<br /> Đơn vị: jun (J).<br /> Theo Einstein:<br /> E = mc2<br /> với c = 3.108m/s<br /> <br /> §4.2 – NĂNG LƢỢNG<br /> 2 – Định luật bảo toàn năng lƣợng:<br /> Năng lƣợng không tự sinh ra và cũng<br /> không tự mất đi, mà chỉ chuyển hóa từ<br /> dạng này sang dạng khác, hoặc truyền<br /> từ vật này sang vật khác, còn tổng năng<br /> lƣợng không thay đổi.<br /> <br /> §4.2 – NĂNG LƢỢNG<br /> 3 - Quan hệ giữa năng lƣợng và công:<br /> Độ biến thiên năng lƣợng trong một quá<br /> trình nào đó bằng công mà hệ nhận đƣợc<br /> hoặc sinh ra trong quá trình đó.<br /> <br /> E2 – E1  A<br /> <br /> TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ<br /> <br /> 4<br /> <br /> §4.3. CƠ NĂNG. ĐL BẢO TOÀN CƠ NĂNG<br /> 1 – Động năng của chất điểm, vật rắn<br /> Động năng của<br /> một chất điểm:<br /> <br /> Eñ <br /> <br /> Động năng của<br /> một hệ chất điểm:<br /> <br /> 1<br /> mv 2<br /> 2<br /> <br /> Eđ <br /> <br /> 1<br /> 2<br /> <br /> m v<br /> <br /> 2<br /> i i<br /> <br /> i<br /> <br /> §4.3. CƠ NĂNG. ĐL BẢO TOÀN CƠ NĂNG<br /> Động năng của vật rắn:<br /> - Động năng tịnh tiến:<br /> <br /> E tt <br /> <br /> 1<br /> mv 2<br /> 2<br /> <br /> - Động năng quay:<br /> <br /> Eq <br /> <br /> 1 2<br /> I<br /> 2<br /> <br /> - Động năng toàn phần:<br /> <br /> Eđ  E tt  Eq <br /> <br /> 1<br /> 1<br /> mvG2  IG 2<br /> 2<br /> 2<br /> <br /> §4.3. CƠ NĂNG. ĐL BẢO TOÀN CƠ NĂNG<br /> 2 – Định lí động năng<br /> Độ biến thiên động năng của một vật, hệ<br /> vật thì bằng tổng công của các ngoại lực<br /> tác dụng vào vật, hệ vật đó.<br /> <br /> Eñ  Eñ2  Eñ1   A ngoaïi löïc<br /> <br /> TS. Nguyễn Thị Ngọc Nữ<br /> <br /> 5<br /> <br />