【#1】Định Luật 1 Newton: Nội Dung, Công Thức Và Ý Nghĩa

Số lượt đọc bài viết: 8.061

  • 1 Nội dung và công thức định luật 1 Newton
    • 1.1 Nội dung của định luật 1 Newton
    • 1.2 Công thức của định luật 1 Newton
  • 2 Nội dung và công thức định luật 2 Newton
    • 2.1 Nội dung và công thức định luật 2 Newton
    • 2.2 Bài tập ví dụ về định luật 2 Newton
  • 3 Ý nghĩa định luật 1 và 2 Newton
    • 3.1 Ý nghĩa định luật 1 niu tơn
    • 3.2 Ý nghĩa định luật 2 niu tơn

Nội dung và công thức định luật 1 Newton

Định luật vạn vật hấp dẫn của Newton đã quá quen thuộc và có ý nghĩa to lớn trong cuộc sống. Tuy nhiên, bên cạnh đó chúng ta cũng không thể bỏ qua định luật 1 và 2 Newton. Vậy định luật 1 có nội dung và công thức thế nào?

Định luật 1 Newton nói về sự chuyển động của vật hay còn được gọi là định luật quán tính. Nội dung của định luật được phát biểu như sau: Nếu một vật không chịu tác dụng của bất cứ lực nào hoặc chịu tác dụng của nhiều lực nhưng hợp lực của các lực này bằng không thì nó giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều.

Có thể hiểu, nếu một vật không chịu tác dụng bởi lực nào hoặc chịu lực tác dụng có hợp lực bằng 0 thì nếu vật đó đang đứng yên sẽ đứng yên mãi mãi, còn nếu vật đó đang chuyển động thì sẽ chuyển động thẳng đều mãi mãi. Trạng thái ở trong trường hợp này được đặc trưng bởi vận tốc của chuyển động.

Định luật 1 của Newton hay còn được biết đến với tên gọi khác là định luật quán tính. Từ nội dung của định luật, ta có thể suy ra công thức của nó.

Vectơ vận tốc của một vật tự do là: (overrightarrow{v} = 0) (không đổi)

Do đó, vectơ gia tốc của một vật chuyển động tự do là: (overrightarrow{a} = frac{doverrightarrow{v}}{doverrightarrow{t}}=overrightarrow{0})

Nội dung và công thức định luật 2 Newton

Bên cạnh định luật 1, chúng ta cũng không thể bỏ qua định luật 2 Newton. Nhiều người thường thắc mắc, định luật 2 Newton của ai? Định luật 2 do Newton phát hiện ra và được chia thành định luật 2 trong thuyết cơ học cổ điển và định luật 2 trong vật lý thông thường.

Định luật 2 Newton được phát biểu như sau Gia tốc của một vật sẽ cùng hướng với lực tác dụng lên vật. Độ lớn của gia tốc luôn tỉ lệ thuận với độ lớn của lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật đó

Từ phát biểu này, ta có công thức : (overrightarrow{a} = frac{overrightarrow{Fhl}}{m})

  • m là khối lượng của vật
  • (overrightarrow{a}) là gia tốc của vật và đo bằng đơn vị (m/s^{2})

Đây là công thức định luật 2 niu tơn lớp 10 đã được học. Tuy nhiên, với định luật này, ta còn có thể hiểu như sau:

(overrightarrow{F} = frac{doverrightarrow{p}}{dt}) với F là tổng ngoại lực tác dụng lên vật, (overrightarrow{p}) là động lượng của vật, đơn vị đo là kgm/s và t là thời gian, được đo bằng s.

Cách hiểu này đã đưa ra định nghĩa cho lực. Có thể hiểu, lực là sự thay đổi của động lực theo thời gian. Và lực của vật sẽ tỉ lệ thuận với động lực. Nếu động lực của vật biến đổi càng nhanh thì ngoại lực tác dụng lên vật sẽ càng lớn và ngược lại.

Ví dụ: một chiếc xe có khối lượng là m. Chiếc xe này đang chuyển động trên con người nằm ngang với vận tốc là v = 30km/h. Đang chuyển động thì chiếc xe bị tắt máy đột ngột. Tính thời gian chiếc xe bị dừng lại dưới tác dụng của lực ma sát giữa xe và mặt đường. Biết hệ số ma sát của xe với mặt đường là (mu =0,13) và gia tốc (g=9,81m/s^{2}).

Trước tiên ta cần đổi 30km/h = 8,33m/s.

Khi xe bị tắt máy đột ngột, lực tác dụng lên xe là lực ma sát. Áp dụng định luật 2 Newton ta có: (F_{ms}= m.a = mu P)

Vậy (a = frac{mu P}{g}= frac{mgmu}{m} = mu .g)

Có phương trình vận tốc: (v = v_{o}-at)

Chiếc xe bị dừng lại đột ngột, suy ra lực ma sát tác dụng lên chiếc xe sẽ có giá trị âm, vecto F ngược chiều chuyển động. Khi chiếc xe dừng lại, ta có v = 0, lúc đó t = T.

Suy ra: (0 = v_{o}-aT) nên: (v_{o}=aT)

Thay số, ta có thể dễ dàng tính được giá trị T.

Ý nghĩa định luật 1 và 2 Newton

Định luật 1 Newton nói lên tính chất quán tính của một vật. Đó là tính chất bảo toàn trạng thái khi chuyển động. Định luật này được áp dụng khá nhiều trong thực tế. Chẳng hạn như khi bạn đang ngồi trên một xe ôtô. Khi chiếc xe bắt đầu chạy, bạn và những hành khách theo quán tính sẽ bị ngã về phía sau. Ngược lại, khi xe đột ngột dừng lại thì mọi người lại bị chúi về phía trước. Tương tự như khi xe quành sang phải hay sang trái.

Giải thích hiện tượng này, định luật 1 Newton chỉ ra đó là do bạn và những người khác đều có quán tính do đó mọi người vẫn sẽ giữ nguyên trạng thái chuyển động cũ.

Chẳng hạn như đối với xe đua, các nhà sản xuất sẽ tính toán cách làm giảm khối lượng để xe có thể tăng tốc nhanh hơn.

Please follow and like us:

【#2】Định Luật Bảo Toàn Động Lượng, Công Thức Tính Và Bài Tập Vận Dụng

– Đơn vị xung lượng của lực là Niu-tơn giây, kí hiệu N.s;

– Theo định luật II Niu-tơn, ta có:

– Động lượng là đại lượng véctơ cùng phương và cùng chiều với véctơ vận tốc.

– Đơn vị của động lượng là: kg.m/s;

– Độ biến thiên động lượng của một vật trong khoảng thời gian nào đó bằng xung lượng của tổng các lực tác dụng lên vật trong khoảng thời gian đó. Phát biểu này được xem như là một cách diễn đạt của định luật II Newton

– Ý nghĩa: Lực tác dụng đủ mạnh trong một khoảng thời gian thì có thể gây ra biến thiên động lượng của vật

II. Định luật bảo toàn động lượng

– Một hệ nhiều vật được gọi là cô lập khi không có ngoại lực tác dụng lên hệ hoặc nếu có thì các ngoại lực ấy cân bằng nhau.

– Trong một hệ cô lập chỉ có các nội lực tương tác giữa các vật.

Ví dụ: Xét hai bi tương tác không ma sát trên mặt phẳng ngang. Trường hợp này hệ được xem là hệ cô lập

– Theo định luật bảo toàn động lượng ta có:

– Như vậy, các con tàu vũ trụ, tên lửa,.. có thể bay trong khoảng không gian vũ trụ mà không phụ thuộc môi trường bên ngoài là không khí hay là chân không.

III. Bài tập về Động lượng, định luật bảo toàn động lượng

Định nghĩa động lượng:

– Nói lên mối liên hệ giữa khối lượng và vận tốc của một vật trong quá trình truyền tương tác cơ học. Do đó, động lượng đặc trưng cho trạng thái động lực của vật.

– Khi lực tác dụng đủ mạnh lên một vật trong một khoảng thời gian hữu hạn thì có thể gây ra biến thiên động lượng của vật.

– Hệ cô lập là hệ chỉ có các vật trong hệ tương tác với nhau (gọi là nội lực) các nội lực trực đối nhau từng đôi một. Trong hệ cô lập không có các ngoại lực tác dụng lên hệ hoặc nếu có thì các ngoại lực ấy cân bằng nhau.

Phát biểu định luật bảo toàn động lượng:

– Động lượng của một hệ cô lập là một đại lượng bảo toàn

– Như vậy định luật bảo toàn động lượng thực chất xuất phát từ định luật Niu-tơn nhưng phạm vi áp dụng của định luật bảo toàn động lượng thì rộng hơn (có tính khái quát cao hơn) định luật Niu-tơn.

A. N/s B. N.s C. N.m D. N.m/s

◊ Chọn đáp án: B. N.s

– Đơn vị của động lượng là: N.s

Lực F có đơn vị: N (Niu-tơn)

Khoảng thời gian Δtcó đơn vị là: s (giây)

⇒ Động lượng còn có đơn vị N.s; (ta có: kg.m/s = N.s)

Chọn đáp án đúng.

– Chọn chiều dương là chiều chuyển động ban đầu của quả bóng, ta có độ biến thiên động lượng của quả bóng là:

A. 6 B. 10 C. 20 D. 28

◊ Chọn đáp án: C. 20

– Sau 7s kể từ lúc vật có vận tốc v o = 3(m/s), vật đạt được vận tốc là:

⇒ Động lượng của vật khi đó là: p = m.v 2 = 2.10 = 20(kg.m/s);

– Ta có: 60(km/h) = 60.1000/3600(m/s); 30(km/h) = 30.1000/3600(m/s);

– Động lượng của xe A là:

– Động lượng của xe B là:

– Ta có: 870(km/h) = 870.1000/3600(m/s) = 725/3(m/s);

– Động lượng của máy bay là: