VẬN ĐỘNG CƠ HỌC CÔNG VÀ NĂNG LƯỢNG

Chia sẻ: Nguyen Lan | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:43

Thêm vào BST

Báo xấu

139
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đối tượng của vật lý: (t/c, c/t, v/đ) các vật thể, trường, hiện tượng, quá trình… Đại lượng vật lý đặc trưng cho thuộc tính (thông số) của đối tượng vật lý: khối lượng, nhiệt độ, điện tích, lực, vận tốc… Đại lượng vô hướng có giá trị độ lớn: khối lượng, nhiệt độ, điện tích… Đại lượng có hướng-vectơ có độ lớn, hướng, điểm đặt: lực, vận tốc…

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: VẬN ĐỘNG CƠ HỌC CÔNG VÀ NĂNG LƯỢNG

CHƯƠNG I VẬN ĐỘNG CƠ HỌC CÔNG VÀ NĂNG LƯỢNG 1. BÀI MỞ ĐẦU 2. CHUYỂN ĐỘNG CỦA CHẤT ĐIỂM 3. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN 4. CÔNG VÀ NĂNG LƯỢNG 16/09/08 Vận động Cơ học-2 1
BÀI MỞ ĐẦU 1. MỤC TIÊU MÔN HỌC 2. ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ 3. CÔNG CỤ TOÁN HỌC 16/09/08 Vận động Cơ học-2 2
1. MỤC TIÊU MÔN HỌC • Trình bày được các định luật vật lý cơ bản chi phối quá trình vận động của tự nhiên • Hiểu và giải thích các quá trình vật lý cơ bản xảy ra trong cơ thể sống • Giải thích các nguyên lý họat động và ứng dụng các thiết bị vật lý dùng trong y học • Sử dụng được các thiết bị vật lý trong phân tích, xét nghiệm, chẩn đóan bệnh lý • Biết cách tiến hành thực nghiệm để kiểm tra, đo đạc, minh họa và xử lý các số liệu 16/09/08 Vận động Cơ học-2 3
2. ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN • Đối tượng của vật lý: (t/c, c/t, v/đ) các vật thể, trường, hiện tượng, quá trình… • Đại lượng vật lý đặc trưng cho thuộc tính (thông số) của đối tượng vật lý: khối lượng, nhiệt độ, điện tích, lực, vận tốc… • Đại lượng vô hướng có giá trị độ lớn: khối lượng, nhiệt độ, điện tích… • Đại lượng có hướng-vectơ có độ lớn, hướng, điểm đặt: lực, vận tốc… 16/09/08 Vận động Cơ học-2 4
2. ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ VECTƠ - ĐỊNH LUẬT VẬT LÝ • Vectơ a trong hệ tọa độ xOy được xác định bởi các cặp tọa độ (ax; ay) • Khi thay hệ bằng x’O’y’  (a’x; a’y) • Các hệ thức giữa các vectơ (cộng, trừ, nhân…) không phụ thuộc vào hệ tọa độ Các hệ thức vật lý (định luật) độc lập với hệ tọa độ Ứng dụng: lựa chọn hệ tọa độ phù hợp để giải các bài tóan vật lý 16/09/08 Vận động Cơ học-2 5
ĐO LƯỜNG CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN • Vật lý dựa trên đo lường các đại lượng và các biến đổi trong các đại lượng vật lý • Đơn vị (đ/v) là một số đo đại lượng được lấy chính xác bằng 1 • Chuẩn là một vật mốc để người ta so sánh tất cả các mẫu khác của đại lượng đó • Các chuẩn phải vừa khả dụng vừa bất biến và được thiết lập bằng thỏa thuận quốc tế • Đo một đại lượng vật lý là phép so sánh nó với đại lượng cùng loại được quy ước là đ/v 16/09/08 Vận động Cơ học-2 6
ĐO LƯỜNG MỘT SỐ ĐƠN VỊ CƠ BẢN CỦA SI • Mét (m) là độ dài của đoạn đường mà ánh sáng đi được trong chân không trong thời gian 1/299792458 giây • Một giây (s) là thời gian để xảy ra 9192631770 dao động của ánh sáng do nguyên tử xêsi-133 phát ra • Kilôgam (kg) là khối lượng của 1 chuẩn gốc platin-iriđi được lưu trữ ở gần Pari 16/09/08 Vận động Cơ học-2 7
3. CÔNG CỤ TOÁN HỌC • Giải tích Vectơ - Tọa độ vectơ - Cộng vectơ - Tích vô hướng - Tích vectơ • Đạo hàm và tích phân • Phương trình vi phân 16/09/08 Vận động Cơ học-2 8
BÀI 2 CHUYỂN ĐỘNG CỦA CHẤT ĐIỂM 1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM 2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM 16/09/08 Vận động Cơ học-2 9
ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN • Chuyển động của một vật là sự chuyển dời vị trí của vật đó so với các vật khác trong không gian và thời gian • Chất điểm là một vật có kích thước rất nhỏ so với những kích thước mà ta khảo sát • Hệ quy chiếu bao gồm vật làm mốc, hệ tọa độ, mốc thời gian và đồng hồ • Vị trí một hạt đối với gốc hệ tọa độ Đêcac được xác định bởi vectơ vị trí: r = xi+yj+zk • Vectơ vận tốc bằng đạo hàm của vectơ vị trí đối với thời gian: v = dr/dt • Vectơ gia tốc bằng đạo hàm của vectơ vận tốc đối với thời gian: a = dv/dt = dr2/dt2 = at+an 16/09/08 Vận động Cơ học-2 10
ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM GIA TỐC TIẾP TUYẾN-GIA TỐC PHÁP TUYẾN • Gia tốc tiếp tuyến at đặc trưng cho biến thiên của vectơ vận tốc về độ lớn: - Có phương trùng với tiếp tuyến của quĩ đạo - Chiều chuyển động khi v tăng và chiều ngược khi v giảm - Độ lớn bằng: at = dv/dt • Gia tốc pháp tuyến an đặc trưng cho biến thiên của vectơ vận tốc về phương: - Phương trùng với pháp tuyến của quĩ đạo - Chiều hướng về phía lõm quĩ đạo - Độ lớn bằng: an = v2/R 16/09/08 Vận động Cơ học-2 11
ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM CHUYỂN ĐỘNG THẲNG-CHUYỂN ĐỘNG TRÒN • Chuyển động thẳng thay đổi đều: an = 0, a = at= const • Chuyển động tròn: - Vận tốc góc: ω = dφ/dt, φ –góc quay - Gia tốc góc: β = dω/dt - Vận tốc dài: v = ω Λ R - an = v2/R = (ωR)2/R = ω2R - at = d(ωR)/dt = Rdω/dt = Rβ; at = β Λ R • Chuyển động tròn đều: ω = const, β = 0 - Vận tốc dài: v = Rω ; an= v2/R = ω2R; at = 0 - Chu kỳ: T = 2π/ω; Tần số: f =1/T = ω/2π 16/09/08 Vận động Cơ học-2 12
ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM CHUYỂN ĐỘNG TƯƠNG ĐỐI • Chuyển động có tính tương đối phụ thuộc vào hệ quy chiếu (v và a phụ thuộc hệ qc) • Các hệ chuyển động với vận tốc không đổi đối với nhau gọi là các hệ quy chiếu quán tính • Ở vận tốc nhỏ đối với chuyển động cùng 1 chiều công thức cộng vận tốc: • v = v’ + u • Ở vận tốc lớn thì công thức trên thay bằng: • v = (v’ + u)/(1 + v’u/c2) 16/09/08 Vận động Cơ học-2 13
ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON • Lực và chuyển động: - Lực là số đo của tác động cơ học do các vật hay trường tác dụng lên chất điểm - Độ lớn của lực xác định qua gia tốc mà nó truyền cho 1 khối lượng chuẩn • Định luật I Newton: - Nếu hợp lực tác động lên 1 vật bằng không thì có thể tìm được các hệ quy chiếu trong đó vật này không có gia tốc - Các hệ quy chiếu trên gọi là các hệ quy chiếu quán tính (và đ/l trên là định luật quán tính) 16/09/08 Vận động Cơ học-2 14
ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM CÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON • Định luật II Newton: - Khối lượng là số đo quán tính của các vật và các tính chất hấp dẫn của chúng - Hợp lực ΣF trên vật khối lượng m liên hệ với gia tốc a của vật: ΣF=ma = mdv/dt - Đối với vật có khối lượng thay đổi: F=d(mv)/dt • Định luật III Newton: Các lực tác dụng của 2 vật đối với nhau bao giờ cũng bằng và ngược chiều nhau F = -F’ (nhưng điểm đặt khác nhau!) 16/09/08 Vận động Cơ học-2 15
ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM MỘT SỐ LỰC THƯỜNG GẶP • Trọng lực của 1 vật là lực hấp dẫn giữa trái đất và vật đó P=mg • Lực pháp tuyến N là lực tác dụng lên vật bởi mặt bị vật ép lên • Lực ma sát f là lực tác dụng vào 1 vật khi nó trượt hay định trượt trên 1 mặt nào đó • Lực căng T là lực tác dụng lên vật bởi 1 dây căng tại điểm buộc 16/09/08 Vận động Cơ học-2 16
ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM Ví dụ khảo sát lực N P = P1 + P2 = mg Fms m N = P2 = P.cos α M P1 Fms= kN = kmg.cosα α ma = P1- Fms α 0 = mgsinα - kmg.cosα P2 a = g(sinα – kcosα) P 16/09/08 Vận động Cơ học-2 17
ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN • Định luật Newton - Bất kỳ hạt nào cũng hút 1 hạt khác với 1 lực hấp dẫn có cường độ: F = Gm1m2/r2 - Hằng số hấp dẫn G = 6,67x10-11m3/kg.s2 • Trường hấp dẫn - Nguyên lý chồng chập: Lực toàn phần F1 tác dụng vào hạt số 1 là tổng của các lực do mọi hạt kia: F1 = F12+F13+…F1n = ∫dF - Thế năng hấp dẫn của 2 hạt: U(r) = -GMm/r 16/09/08 Vận động Cơ học-2 18
ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN • Trường hấp dẫn của trái đất - Vận tốc vũ trụ cấp I: vI = (gR)1/2 ~ 8km/s - Vận tốc vũ trụ cấp II: vII=(2gR)1/2 ~11,2km/s • Nguyên lý tương đương - Sự hấp dẫn và sự gia tốc là tương đương • Các lực của tự nhiên - Lực hấp dẫn - Lực điện yếu: lực điện từ và lực yếu - Lực mạnh: lực gắn proton và nơtron 16/09/08 Vận động Cơ học-2 19
ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM CÁC ĐỊNH LÝ VỀ ĐỘNG LƯỢNG • Động lượng - định lý 1 - ĐN động lượng là vectơ K = mv, đặc trưng cho khả năng truyền chuyển động của vật - F = ma = mdv/dt = d(mv)/dt = dK/dt: “Lực tác động lên chất điểm bằng đạo hàm động lượng chất điểm đó theo thời gian” • Xung lượng - định lý 2 - dK = Fdt  ΔK = K2 – K1 = ∫Fdt (từ t1đến t2) - ĐN xung lượng của lực F: J = ∫Fdt (từ t1đến t2) -”Độ biến thiên động lượng của 1 chất điểm trong 1 khỏang thời gian nào đó có giá trị bằng xung lượng của lực tác dụng trong khỏang thời gian đó” 16/09/08 Vận động Cơ học-2 20