【#1】Chương Ii: Định Luật I Newton, Quán Tính, Hệ Qui Chiếu Quán Tính

Chương II: Định luật I Newton, quán tính, hệ qui chiếu quán tính

Chương II: Định luật III Newton, Lực và phản lực

Định luật I Newton: một vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, một vật đang chuyển động thẳng đều sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều nếu như không có lực nào tác dụng vào vật, hoặc hợp các lực tác dụng vào vật bằng 0.

1/ Định luật I Newton:

Các vận động viên trượt băng chỉ cần một cú đẩy mình thì sẽ trượt trên sân băng và nếu không có gì ngăn họ lại chắc chắn họ sẽ tiếp tục chuyển động mãi.

Trên thực tế định luật I Newton gần như một tiên đề không có kiểm chứng, chúng ta chỉ biết là nó đúng nhưng chưa chứng minh được là nó đúng tuyệt đối vì có một yếu tố không thể loại bỏ trong các thí nghiệm vật lý đó là lực ma sát.

2/ Hệ quả của định luật I Newton khái niệm quán tính:

Quán tính: là tính chất của mọi vật chuyển động, nó có xu hướng bảo toàn vận tốc cả về hướng và độ lớn.

Giải thích hiện tượng trên: khi xe đang chuyển động đều chọn hệ quy chiếu gắn với mặt đất thì người cũng đang chuyển động đều cùng vận tốc với xe. Chiều của véc tơ vận tốc cùng hướng với chuyển động của xe về phía trước. Khi xe hãm phanh đột ngột, do quán tính hướng của vận tốc được bảo toàn nên người sẽ bị ngã về phía trước.

Trong trường hợp xe đột rẽ phải, người sẽ nghiêng sang trái hoặc xe đột ngột rẽ sang trái người sẽ nghiêng sang phải. Trong hệ quy chiếu gắn với xe người đang ngồi yên (v=0) nên khi xe đột ngột rẽ trái (phải) do tính chất bảo toàn độ lớn của vận tốc nên sẽ xuất hiện một vận tốc ngược hướng với vật tốc sinh ra khi xe đột ngột rẽ trái (phải) vận tốc này làm người bị nghiêng theo hướng ngược lại.

Vào một ngày đẹp trời, một anh nông dân quyết định bỏ tất cả các công việc của mình lại và quyết định đi vòng quanh thế giới, anh mua một kinh khí cầu. Anh đã biết rằng Trái Đất tự quay quanh mình nó nên anh chỉ việc cho khí cầu bay lên một độ cao h rồi đợi Trái Đất quay thế là anh có thể đi đến bất kỳ đâu anh muốn. Trái Đất quay quanh mình nó mất khoảng thời gian 1 ngày (tương đương với tốc độ khoảng 1.674,4 km/h). Hỏi anh nông dân có thành công với kế hoạch du lịch của mình không? tại sao?

3/ Hệ quy chiếu quán tính:

Trong ví dụ về xe đang chuyển động đều đột ngột dừng lại, người lái xe sẽ bị ngã về phía trước do quán tính điều này chứng tỏ tồn tại một lực đẩy người đó về phía trước, lực này gọi là lực quán tính.

Hệ quy chiếu quán tính là hệ quy chiếu trong đó không xuất hiện các lực quán tính hay nói cách khác hệ quy chiếu quán tính là hệ quy chiếu gắn với các vật đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều.

Hệ quy chiếu phi quán tính được khái quát là hệ quy chiếu trong đó tồn tại các lực quán tính, đơn giản nhất là hệ quy chiếu gắn với các vật chuyển động biến đổi đều có gia tốc.

【#2】Cái Gì Gọi Là Động Lượng Của Cơ Thể Của Đơn Vị Đo. Định Luật Bảo Toàn Động Lượng, Động Năng Và Năng Lượng Tiềm Tàng, Lực Lượng

Chúng thay đổi, vì các lực tương tác tác động lên từng cơ thể, nhưng tổng các xung không đổi. Cái này được gọi là luật bảo toàn động lượng.

Định luật thứ hai của Newton thể hiện bằng công thức. Nó có thể được viết theo một cách khác, nếu chúng ta nhớ lại rằng gia tốc bằng tốc độ thay đổi tốc độ của cơ thể. Đối với chuyển động tăng tốc đều, công thức sẽ như sau:

Nếu chúng ta thay thế biểu thức này trong công thức, chúng ta sẽ nhận được:

,

Công thức này có thể được viết lại thành:

Ở bên phải của sự bình đẳng này được ghi lại sự thay đổi trong sản phẩm của khối lượng cơ thể và tốc độ của nó. Sản phẩm của khối lượng và tốc độ cơ thể là một đại lượng vật lý gọi là xung lực cơ thể hoặc chuyển động cơ thể.

Cơ thể thôi thúc gọi là sản phẩm của khối lượng cơ thể và tốc độ của nó. Đây là một lượng vector. Hướng của vectơ động lượng trùng với hướng của vectơ vận tốc.

Nói cách khác, một khối cơ thể mdi chuyển với tốc độ có một xung lực. Đối với đơn vị xung trong SI, xung lực của vật nặng 1 kg được lấy, di chuyển với tốc độ 1 m / s (kg · m / s). Khi hai cơ thể tương tác với nhau, nếu lực thứ nhất tác dụng lên cơ thể thứ hai bằng lực, thì theo định luật thứ ba của Newton, thì cơ thể thứ hai tác dụng lên lực thứ nhất. Chúng tôi biểu thị khối lượng của hai cơ thể này bằng m 1 và m 2, và tốc độ của chúng so với bất kỳ khung tham chiếu nào thông qua và. Một lúc sau t là kết quả của sự tương tác giữa các cơ thể, vận tốc của chúng sẽ thay đổi và trở nên bằng và. Thay thế các giá trị này trong công thức, chúng tôi nhận được:

,

,

Do đó

Thay đổi dấu hiệu của cả hai mặt của đẳng thức sang ngược lại và viết nó dưới dạng

Ở bên trái của đẳng thức là tổng của thời điểm ban đầu của hai cơ thể, ở bên phải là tổng của thời điểm của cùng một cơ thể theo thời gian t. Các khoản bằng nhau. Như vậy, mặc dù thực tế. rằng động lượng của mỗi cơ thể trong quá trình tương tác thay đổi, tổng động lượng (tổng thời điểm của cả hai cơ thể) không thay đổi.

Nó cũng có giá trị khi một số cơ quan tương tác. Tuy nhiên, điều quan trọng là các cơ quan này chỉ tương tác với nhau và chúng không bị ảnh hưởng bởi các lực từ các cơ quan khác không phải là một phần của hệ thống (hoặc các lực bên ngoài được cân bằng). Một nhóm các cơ thể không tương tác với các cơ thể khác được gọi là hệ thống khép kín chỉ có giá trị cho các hệ thống khép kín.

Chi tiết Thể loại: Cơ học Đăng ngày 21/07/2014 2:29 PM Lượt xem: 53533

Trong cơ học cổ điển, có hai định luật bảo toàn: định luật bảo toàn động lượng và định luật bảo toàn năng lượng.

Cơ thể thôi thúc

Khái niệm động lượng được giới thiệu lần đầu tiên bởi một nhà toán học, vật lý học, thợ cơ khí người Pháp và triết gia Descartes, người gọi là sự thúc đẩy lượng chuyển động.

Từ tiếng Latinh, tiếng xung động của người Viking dịch là tiếng đẩy, di chuyển.

Bất kỳ cơ thể di chuyển có một xung.

Hãy tưởng tượng một chiếc xe đẩy đứng bất động. Động lượng của nó bằng không. Nhưng ngay khi giỏ hàng bắt đầu di chuyển, động lượng của nó sẽ không còn nữa. Nó sẽ bắt đầu thay đổi, vì tốc độ sẽ thay đổi.

hoặc Động lượng của một điểm vật chất, lượng chuyển động Là một đại lượng vectơ bằng tích của khối lượng của một điểm bằng tốc độ của nó. Hướng của vectơ động lượng của điểm trùng với hướng của vectơ vận tốc.

Nếu người ta nói về một cơ thể vật chất rắn, thì tích của khối lượng của cơ thể này và vận tốc của khối tâm được gọi là động lượng của một cơ thể như vậy.

Làm thế nào để tính động lượng cơ thể? Người ta có thể tưởng tượng rằng cơ thể bao gồm nhiều điểm vật chất, hoặc một hệ thống các điểm vật chất.

Nếu là động lượng của một điểm vật chất, sau đó là động lượng của hệ thống các điểm vật chất

Đó là động lượng của hệ thống các điểm vật chấtLà tổng vectơ của mô men của tất cả các điểm vật chất tạo nên hệ thống. Nó bằng với sản phẩm của khối lượng của những điểm này với tốc độ của chúng.

Đơn vị đo động lượng trong hệ thống SI quốc tế là kilogam mét trên giây (kg · m / s).

Sự thúc đẩy của lực lượng

Trong cơ học, có một mối quan hệ chặt chẽ giữa động lượng của cơ thể và lực. Hai đại lượng này được kết nối bởi một đại lượng gọi là xung lực.

Nếu một lực không đổi tác động lên cơ thểtrong một khoảng thời gian Ftsau đó theo định luật thứ hai của Newton

Công thức này cho thấy mối quan hệ giữa lực tác động lên cơ thể, thời gian của lực này và sự thay đổi tốc độ cơ thể.

Giá trị bằng với tích của lực tác dụng lên cơ thể theo thời gian mà nó tác động được gọi là xung lực.

Như chúng ta có thể thấy từ phương trình, động lượng của một lực bằng với chênh lệch giữa momen của cơ thể tại điểm ban đầu và điểm cuối cùng theo thời gian, hoặc thay đổi động lượng theo thời gian.

Định luật thứ hai của Newton ở dạng xung được xây dựng như sau: một sự thay đổi trong động lượng của cơ thể bằng với động lượng của lực tác dụng lên nó. Phải nói rằng chính Newton đã xây dựng luật của mình một cách chính xác theo cách này.

Động lượng của lực cũng là một đại lượng vectơ.

Định luật bảo toàn động lượng tuân theo định luật thứ ba của Newton.

Cần phải nhớ rằng luật này chỉ hoạt động trong một hệ thống vật lý khép kín hoặc cô lập. Một hệ thống khép kín là một hệ thống trong đó các cơ thể chỉ tương tác với nhau và không tương tác với các cơ quan bên ngoài.

Hãy tưởng tượng một hệ thống khép kín của hai cơ thể vật lý. Các lực tương tác của các cơ thể với nhau được gọi là nội lực.

Động lượng của lực cho cơ thể đầu tiên là

Theo định luật thứ ba của Newton, các lực tác dụng lên các cơ thể trong quá trình tương tác của chúng có độ lớn bằng nhau và ngược chiều nhau.

Do đó, đối với cơ thể thứ hai, động lượng của lực là

Sử dụng các phép tính đơn giản, chúng ta có được biểu thức toán học của định luật bảo toàn động lượng:

v 1v 2– tốc độ của cơ thể thứ nhất và thứ hai trước khi tương tác,

p 1 u003d m 1 ·v 1 – động lượng của cơ thể đầu tiên trước khi tương tác;

p 2 u003d m 2 ·v 2– Động lượng của cơ thể thứ hai trước khi tương tác;

p 1 “u003d m 1 ·v 1 “– động lượng của cơ thể đầu tiên sau khi tương tác;

p 2 “u003d m 2 ·v 2 “– Sự thúc đẩy của cơ thể thứ hai sau khi tương tác;

Đó là

Trong một hệ thống khép kín, các cơ thể chỉ trao đổi mô men. Và tổng vectơ của momen của các vật thể này trước khi tương tác của chúng bằng tổng vectơ của momen sau khi tương tác.

Vì vậy, do kết quả của một phát súng từ súng, động lượng của chính khẩu súng và động lượng của viên đạn sẽ thay đổi. Nhưng tổng số xung của súng và viên đạn trong đó trước khi bắn sẽ vẫn bằng tổng số xung của súng và đạn bay sau phát bắn.

Khi bắn từ một khẩu súng, giật lại xảy ra. Đạn bay về phía trước, và khẩu súng tự quay trở lại. Một viên đạn và một khẩu súng là một hệ thống khép kín trong đó định luật bảo toàn động lượng hoạt động.

trong một hệ thống khép kín có thể thay đổi do kết quả của sự tương tác giữa chúng với nhau. Nhưng Động lượng của mỗi cơ thể tổng vectơ của mô men của các vật thể trong hệ thống kín không thay đổi trong quá trình tương tác của các vật thể này theo thời gian,đó là, nó không đổi Đó là luật bảo toàn động lượng.

Chính xác hơn, định luật bảo toàn động lượng được xây dựng như sau: tổng vectơ của mô men của tất cả các phần tử của một hệ kín là một hằng số nếu không có ngoại lực tác dụng lên nó, hoặc tổng vectơ của chúng bằng không.

Động lượng của một hệ thống các cơ thể chỉ có thể thay đổi do tác động của các lực bên ngoài lên hệ thống. Và sau đó định luật bảo toàn động lượng sẽ không được áp dụng.

Tôi phải nói rằng trong bản chất của các hệ thống khép kín không tồn tại. Nhưng, nếu thời gian tác động của ngoại lực rất ngắn, ví dụ, trong một vụ nổ, bắn, v.v., thì trong trường hợp này, ảnh hưởng của ngoại lực lên hệ thống bị bỏ qua và bản thân hệ thống được coi là đóng.

Ngoài ra, nếu các lực bên ngoài tác động lên hệ thống, nhưng tổng các hình chiếu của chúng trên một trong các trục tọa độ bằng không (nghĩa là các lực được cân bằng theo hướng của trục này), thì luật bảo toàn động lượng được thực hiện theo hướng này.

Định luật bảo toàn động lượng cũng được gọi là định luật bảo toàn động lượng.

Ví dụ nổi bật nhất về việc áp dụng định luật bảo toàn động lượng là lực đẩy phản lực.

Chuyển động phản lực

Chuyển động phản ứng là chuyển động của cơ thể xảy ra khi một phần của nó được tách ra khỏi nó ở một tốc độ nhất định. Trong trường hợp này, cơ thể nhận được một xung lực hướng ngược lại.

Ví dụ đơn giản nhất về lực đẩy phản lực là chuyến bay của khinh khí cầu mà không khí thoát ra. Nếu chúng ta thổi phồng quả bóng và thả nó ra, nó sẽ bắt đầu bay theo hướng ngược lại với sự chuyển động của không khí ra khỏi nó.

Một ví dụ về lực đẩy phản lực trong tự nhiên là sự phóng ra chất lỏng từ một quả dưa chuột điên khi nó nổ. Đồng thời, dưa chuột tự bay theo hướng ngược lại.

Sứa, mực và các cư dân khác của biển sâu di chuyển xung quanh, lấy nước và sau đó ném nó đi.

Lực đẩy được dựa trên định luật bảo toàn động lượng. Chúng ta biết rằng khi một tên lửa với động cơ phản lực di chuyển do quá trình đốt cháy nhiên liệu, một dòng chất lỏng hoặc khí được phun ra từ vòi phun ( dòng máy bay phản lực). Do sự tương tác của động cơ với chất rò rỉ xuất hiện công suất phản kháng. Vì tên lửa cùng với chất bị đẩy ra là một hệ thống kín, nên động lượng của một hệ thống như vậy không thay đổi theo thời gian.

Lực phản ứng phát sinh là kết quả của sự tương tác của chỉ các bộ phận của hệ thống. Các lực lượng bên ngoài không có ảnh hưởng đến sự xuất hiện của nó.

Trước khi tên lửa bắt đầu di chuyển, tổng động lượng của tên lửa và nhiên liệu bằng không. Do đó, theo định luật bảo toàn động lượng sau khi bật động cơ, tổng các xung này cũng bằng không.

khối lượng của tên lửa ở đâu

Tốc độ thoát khí

Thay đổi tốc độ tên lửa

∆ m f tiêu thụ khối lượng nhiên liệu

Giả sử tên lửa hoạt động được một thời gian t .

Chia cả hai vế của phương trình t, chúng tôi nhận được biểu thức

Theo định luật thứ hai của Newton, lực phản kháng là

Lực phản kháng, hoặc lực đẩy phản lực, cung cấp sự chuyển động của động cơ phản lực và vật thể liên kết với nó, theo hướng ngược lại với hướng của luồng phản lực.

Động cơ phản lực được sử dụng trong máy bay hiện đại và các tên lửa khác nhau, quân sự, không gian, v.v.

Xung (số lượng chuyển động) của một cơ thể được gọi là đại lượng vectơ vật lý, là một đặc tính định lượng của chuyển động tịnh tiến của các cơ thể. Impulse được chỉ định p. Động lượng của một cơ thể bằng với sản phẩm của khối lượng cơ thể và tốc độ của nó, tức là Nó được tính theo công thức:

Hướng của vectơ động lượng trùng với hướng của vectơ vận tốc của cơ thể (hướng dọc theo tiếp tuyến với quỹ đạo). Đơn vị đo động lượng là kg m / s.

Tổng động lượng của hệ thống cơ thể bằng với vectơ tổng các xung của tất cả các cơ quan của hệ thống:

Thay đổi động lượng của một cơ thể được tìm thấy bởi công thức (lưu ý rằng sự khác biệt giữa các xung cuối cùng và ban đầu là vectơ):

trong đó: p n là động lượng của cơ thể tại thời điểm ban đầu, p đến – đến trận chung kết. Điều chính là không nhầm lẫn hai khái niệm cuối cùng.

Cú đấm hoàn toàn kiên cường – một mô hình va chạm trừu tượng, trong đó tổn thất năng lượng do ma sát, biến dạng, v.v. không được tính đến. Không có tương tác nào khác ngoài liên hệ trực tiếp được tính đến. Với tác động đàn hồi tuyệt đối trên một bề mặt cố định, tốc độ của vật sau khi va chạm có giá trị tuyệt đối bằng tốc độ của vật trước khi va chạm, nghĩa là động lượng không thay đổi. Chỉ hướng của nó có thể thay đổi. Trong trường hợp này, góc tới bằng góc phản xạ.

Tác động hoàn toàn không đàn hồi – một cú đánh, kết quả là các cơ thể tham gia và tiếp tục chuyển động tiếp theo như một cơ thể duy nhất. Ví dụ, một quả bóng plasticine khi rơi trên bất kỳ bề mặt nào hoàn toàn ngăn chặn chuyển động của nó, khi hai chiếc xe va chạm, một khớp nối tự động được kích hoạt và chúng cũng tiếp tục di chuyển cùng nhau.

Định luật bảo toàn động lượng

Khi các cơ thể tương tác, động lượng của một cơ thể có thể được truyền một phần hoặc hoàn toàn sang một cơ thể khác. Nếu các lực bên ngoài từ các cơ quan khác không tác động lên hệ thống các cơ quan, thì một hệ thống như vậy được gọi là đóng cửa.

Trong một hệ thống kín, tổng vectơ của mô men của tất cả các vật thể có trong hệ thống không đổi cho bất kỳ tương tác nào của các cơ thể của hệ thống này với nhau. Định luật cơ bản này của tự nhiên được gọi là định luật bảo toàn động lượng (ZSI). Hậu quả của nó là định luật của Newton. Định luật thứ hai của Newton ở dạng xung có thể được viết như sau:

Như sau trong công thức này, nếu các lực bên ngoài không tác động lên hệ thống các cơ thể hoặc tác động của các lực bên ngoài được bù (lực kết quả bằng 0), thì sự thay đổi động lượng bằng 0, có nghĩa là tổng động lượng của hệ được bảo toàn:

Tương tự, người ta có thể lập luận cho phép chiếu bằng 0 của lực trên trục đã chọn. Nếu các lực bên ngoài không chỉ tác động dọc theo một trong các trục, thì phép chiếu của động lượng lên trục đã cho được bảo toàn, ví dụ:

Hồ sơ tương tự có thể được thực hiện cho các trục tọa độ khác. Bằng cách này hay cách khác, bạn cần hiểu rằng trong trường hợp này, các xung có thể thay đổi, nhưng đó là tổng của chúng không đổi. Định luật bảo toàn động lượng trong nhiều trường hợp giúp ta có thể tìm thấy vận tốc của các vật tương tác ngay cả khi chưa biết giá trị của lực tác dụng.

Tiết kiệm động lượng chiếu

Tình huống có thể xảy ra khi định luật bảo toàn động lượng chỉ được thực hiện một phần, nghĩa là chỉ khi thiết kế trên một trục. Nếu một lực tác động lên cơ thể, thì động lượng của nó không được bảo toàn. Nhưng bạn luôn có thể chọn một trục sao cho hình chiếu của lực lên trục này bằng không. Sau đó, hình chiếu của xung trên trục này sẽ được bảo toàn. Theo quy định, trục này được chọn dọc theo bề mặt mà cơ thể di chuyển.

Trường hợp đa chiều của ZSI. Phương pháp vectơ

Từ quy tắc cộng vectơ, theo sau ba vectơ trong các công thức này sẽ tạo thành một hình tam giác. Đối với hình tam giác, định lý cosin được áp dụng.

Hãy thực hiện một số biến đổi đơn giản với các công thức. Theo định luật thứ hai của Newton, sức mạnh có thể được tìm thấy: F u003d m * a. Gia tốc như sau: a u003d v⁄t. Do đó, chúng tôi có được: F u003d m * v/ t.

Định nghĩa xung lực cơ thể: Công thức

Nó chỉ ra rằng lực được đặc trưng bởi một sự thay đổi trong sản phẩm của khối lượng và vận tốc theo thời gian. Nếu chúng ta biểu thị sản phẩm này theo một số lượng nhất định, thì chúng ta sẽ có được sự thay đổi về số lượng này theo thời gian như là một đặc tính của lực. Giá trị này được gọi là động lượng của cơ thể. Động lượng của cơ thể được thể hiện bằng công thức:

trong đó p là động lượng của cơ thể, m khối lượng, tốc độ v.

Động lượng là một đại lượng vectơ, trong khi hướng của nó luôn trùng với hướng của tốc độ. Đơn vị của động lượng là kilôgam trên mét mỗi giây (1 kg * m / s).

Sự thúc đẩy của cơ thể là gì: làm thế nào để hiểu?

Hãy thử một cách đơn giản, “trên những ngón tay” để tìm ra xung lực của cơ thể là gì. Nếu cơ thể nghỉ ngơi, thì động lượng của nó bằng không. Là logic. Nếu tốc độ của cơ thể thay đổi, thì cơ thể có một xung lực nhất định đặc trưng cho cường độ của lực tác dụng lên nó.

Nếu tác động lên cơ thể không có, nhưng nó di chuyển ở một tốc độ nhất định, nghĩa là nó có một xung lực nhất định, thì xung lực của nó có nghĩa là tác động của cơ thể đã cho khi có thể tương tác với một cơ thể khác.

Công thức động lượng bao gồm khối lượng cơ thể và tốc độ của nó. Đó là, khối lượng và / hoặc tốc độ mà cơ thể sở hữu càng lớn thì tác động của nó càng lớn. Điều này là dễ hiểu từ kinh nghiệm sống.

Để di chuyển một cơ thể có khối lượng nhỏ, cần một lực nhỏ. Trọng lượng cơ thể càng nhiều, sẽ phải nỗ lực nhiều hơn. Điều tương tự cũng xảy ra đối với tốc độ được báo cáo cho cơ thể. Trong trường hợp tác động của chính cơ thể lên người khác, xung lực cũng cho thấy mức độ mà cơ thể có thể tác động lên các cơ thể khác. Giá trị này trực tiếp phụ thuộc vào tốc độ và khối lượng của cơ thể ban đầu.

Động lượng trong sự tương tác của cơ thể

Một câu hỏi khác được đặt ra: điều gì sẽ xảy ra với động lượng của cơ thể khi nó tương tác với một cơ thể khác? Khối lượng của cơ thể không thể thay đổi nếu vẫn còn nguyên, nhưng tốc độ có thể thay đổi dễ dàng. Trong trường hợp này, tốc độ của cơ thể sẽ thay đổi tùy thuộc vào khối lượng của nó.

Trên thực tế, rõ ràng là trong sự va chạm của các cơ thể có khối lượng rất khác nhau, tốc độ của chúng sẽ thay đổi theo những cách khác nhau. Nếu một quả bóng đá bay ở tốc độ cao đâm vào một người không chuẩn bị cho điều này, chẳng hạn như khán giả, thì khán giả có thể rơi, nghĩa là đạt được một số tốc độ nhỏ, nhưng chắc chắn nó sẽ không bay như một quả bóng.

Và tất cả vì khối lượng của người xem lớn hơn nhiều so với khối lượng của quả bóng. Nhưng đồng thời, sự thúc đẩy chung của hai cơ thể này sẽ không thay đổi.

Luật bảo tồn xung: công thức

Đây là định luật bảo toàn động lượng: khi hai cơ thể tương tác, tổng động lượng của chúng vẫn không thay đổi. Định luật bảo toàn động lượng chỉ hoạt động trong một hệ kín, nghĩa là trong một hệ không có ngoại lực hoặc tổng tác dụng của chúng bằng không.

Trong thực tế, hầu như luôn luôn có một ảnh hưởng của bên thứ ba tác động lên hệ thống các cơ thể, nhưng xung lực chung, như năng lượng, không biến mất ở bất cứ đâu và không phát sinh từ đâu, nó được phân phối giữa tất cả những người tham gia tương tác.

Định nghĩa là:

YouTube bách khoa toàn thư

    1 / 5

    Momentum Động lượng cơ thể

    Xung lực cơ thể

    Thời điểm của động lượng

    Vật lý. Định luật bảo tồn trong cơ học: Động lượng. Trung tâm học tập trực tuyến Foxford

    Phụ đề

Lịch sử của thuật ngữ

Định nghĩa xung chính thức

Xung điện từ

Một trường điện từ, giống như bất kỳ đối tượng vật chất nào khác, có một động lượng có thể dễ dàng tìm thấy bằng cách tích hợp vectơ Poynting trên âm lượng:

p u003d 1 c 2 ∫ S d V u003d 1 c 2 ∫ dV) (trong hệ thống SI).

Sự tồn tại của một xung tại trường điện từ giải thích, ví dụ, một hiện tượng như áp suất của bức xạ điện từ.

Động lượng trong cơ học lượng tử

Định nghĩa chính thức

Mô đun xung tỷ lệ nghịch với bước sóng (\ displaystyle \ lambda):), mô đun động lượng là p u003d m v (\ displaystyle p u003d mv) (ở đâu m (\ kiểu hiển thị m) là khối lượng của hạt) và

u003d h p u003d h m v (\ displaystyle \ lambda u003d (\ frac (h) (p)) u003d (\ frac (h) (mv))).

Do đó, bước sóng de Broglie càng nhỏ, mô đun xung càng lớn.

Ở dạng vector, điều này được viết là:

p → u003d h 2 π k → u003d ℏ k →, (\ displaystyle (\ vec (p)) u003d (\ frac (h) (2 \ pi)) (\ vec (k)) u003d \ hbar (\ vec ( k)),) p → u003d ρ v → (\ displaystyle (\ vec (p)) u003d \ rho (\ vec (v))).

【#3】Vũ Trụ Và Các Định Luật

Q?a c?u l?a

GV: Nguyễn bình

.MỞ ĐẦU

-Thiên văn học là gì?

-Các quan điểm: hệ địa tâm ,hệ nhật tâm

-Kepler đã tìm ra 3 định luật nhằm mô tả chuyển động của các hành tinh

?KHÁI NIỆM HỆ NHẬT TÂM

Hệ nhật tâm là hệ mà Mặt Trời là tâm của vũ trụ hay Mặt Trời là tâm của các hành tinh quay quanh.

I. CÁC ĐỊNH LUẬT KEPLER:

Định luật I Kepler:

Mọi hành tinh đều chuyển động theo các quỹ đạo elip mà Mặt Trời là một tiêu điểm.

Các hành tinh nói chung hay trái đất nói riêng chuyển động theo quy

luật nào?

I. CÁC ĐỊNH LUẬT KEPLER:

Định luật I Kepler :

F1

F2

M

b

a

O

I. CÁC ĐỊNH LUẬT KEPLER

Định luật II Kepler :

Đoạn thẳng nối Mặt Trời và một hành tinh bất kỳ quét những diện tích bằng nhau trong những khoảng thời gian như nhau.

S1

S2

S3

Tỉ số giữa lập phương bán trục lớn và bình phương chu kì quay là giống nhau cho mọi hành tinh quay quanh Mặt Trời

HAY:

I. CÁC ĐỊNH LUẬT KEPLER

Định luật III Kepler :

II. Chøng minh ®Þnh luËt Kª- ple

Xét hai hành tinh 1 và 2 của Mặt Trời. Coi quỹ đạo chuyển động của mỗi hành tinh gần đúng là tròn thì gia tốc hướng tâm là:

Lực hấp dẫn tác dụng lên hành tinh gây ra gia tốc.

Ap dụng định luật II NewTon cho hành tinh 1, ta có:

HAY:

SUY RA:

(1)

Khi hành tinh chuyển động xung quanh Mặt Trời thì nó chịu tác dụng của lực nào?

Vì (1) không phụ thuộc vào khối lượng của hành tinh nên ta có thể áp dụng cho hành tinh 2, ta có:

(2)

Kết quả trên có phụ thuộc vào khối lượng các hành tinh không?

Như vậy ta có:

(2)

(1)

Từ (1) và (2) suy ra:

Hay chính xác là:

IV.Bài tập vận dụng

BàI 1: Khoaỷng caựch R1 tửứ Hoaỷ Tinh tụựi Maởt Trụứi lụựn hụn 52% khoaỷng caựch R2 giửừa Traựi ẹaỏt vaứ Maởt Trụứi.

Hoỷi moọt naờm treõn Hoaỷ Tinh baống bao nhieõu so vụựi moọt naờm treõn Traựi ẹaỏt?

Chu kì của hành tinh quay xung quanh Mặt Trời là bao nhiêu năm?

Một năm là thời gian để hành tinh quay quanh Mặt Trời gọi là một chu kỳ.

Gọi T1 là chu kỳ của Hoả Tinh, T2 là là chu kỳ của Trái Đất quay quanh Mặt Trời.

Bi gii

Ap dụng định luật III Kepler ta có:

BÀI 2:

Tìm khối lượng MT của Mặt Trời từ các dữ kiện của Trái Đất: khoảng cách tới Mặt Trời R=1,5.1011m, chu kỳ quay T=3,15.107s. Cho hằng số hấp dẫn G=6,67.10-11Nm2/kg2

Bài giải

Từ (1) ta có:

Thay số:

V. VỆ TINH NHÂN TẠO – TỐC ĐỘ VŨ TRỤ

1) Vệ tinh nhân tạo :

Khi một vật bị ném với một vận tốc có một giá trị đủ lớn, vật sẽ không trở lại mặt đất mà sẽ quay quanh Trái Đất, khi đó nó được gọi là vệ tinh nhân tạo của Trái Đất.

Giả sử ta có một vệ tinh quay trên quỹ đạo tròn rất gần Trái Đất, khối lượng của vệ tinh là m, của Trái Đất là M.

Lúc này lực hấp dẫn đóng vai trò

là lực hướng tâm.

2) Tốc độ vũ trụ :

Vận tốc đủ lớn để vật trở thành vệ tinh

nhân tạo gọi là vận tốc vũ trụ cấp I

V. VỆ TINH NHÂN TẠO – TỐC ĐỘ VŨ TRỤ

THAY SỐ VÀO TA ĐƯỢC:

HAY TA KÍ HIỆU:

VI : gọi là vận tốc vũ trụ cấp 1

Ap dụng định luật II Newton ta có:

Hình ảnh của từng hành tinh trong hệ Mặt trời

Diêm vương TINH

Hải vương TINH

Thiên vương TINH

【#4】Newton Và Những Câu Chuỵên Xung Quanh Định Luật Vạn Vật Hấp Dẫn

nghiên cứu xong, xuống phòng ăn thì thấy thức ăn đã hết, ông cứ tưởng mình đã ăn hết rồi. Còn có câu chuyện kể rằng, khi đến vấn đề khác, không chú ý, ông bỏ cái đồng hồ của mình vào nồi nấu như luộc trứng gà. Điều này chứng tỏ ông hết sức tập trung khi nghiên cứu khoa học. Nếu không có tinh thần chuyên tâm như thế, thì ông không thể có những phát minh khoa học trọng đại đến như vậy.

Có người nói, cho dù Newton nhìn thấy quả táo rơi xuống đất rồi sinh ra linh cảm về lực hấp dẫn từ trung tâm trái đất và kế thừa thành quả của người đi trước, nhưng việc ông phát minh ra định luật vĩ đại này chủ yếu là nhờ vào sự khắc khổ và cần mẫn của ông. Ông khắc khổ và cần mẫn đến mức nào? Nghe nói, vào thời trẻ, Newton hiếm khi ngủ trước 2, 3 giờ sáng, có lúc làm việc suốt đến 5, 6 giờ sáng, đặc biệt vào mùa xuân hay mùa lá rụng, ông thường không rời khỏi phòng thí nghiệm trong vòng 6 tuần, bất kể ngày đêm, lửa lò không bao giờ tắt. Chính vì thế, nên chưa đến 30 tuổi, mái tóc, bộ râu, lông mi của ông đã bạc hết. Ông luôn nghiên cứu vấn đề một cách chuyên tâm như thế.

Tương truyền, một hôm có người bạn đến chơi, ông chiêu đãi người khách ăn cơm. Khi chiêu đãi, ông nói: “Tôi đi lấy bình rượu”. Nhưng khi lấy bình rượu thì bất ngờ nghĩ ra một vấn đề, cần nghiên cứu ngay, thế là ông chạy sang phòng nghiên cứu. Bạn ông chờ chán chê dưới nhà vẫn không thấy ông xuống, bèn ăn trước rồi ra về. Đến khi

Newton

Cũng có một số người cho rằng,

phát minh ra định luật vạn vật hấp dẫn, không thể tách rời thái độ cẩn thận, khiêm tốn vốn có của ông trên con đường khoa học. Khi ông đã có thành công lớn như vậy, nhưng đến lúc lâm chung, ông vẫn nói: “Tôi không biết người đời nghị luận thế nào về tôi, nhưng bản thân tôi cảm thấy, dường như tôi giống một đứa trẻ đang đùa chơi trên bãi biển, có lúc vui mừng khi gặp một viên đá nhỏ sáng lấp lánh. Nhưng cả một đại dương chân lý, ta vẫn chưa có phát hiện”. Sự thật đã chứng minh, chỉ có con người khiêm tốn như mới đạt được thành quả khổng lồ trong khoa học. Tóm lại, người nói trắng, kẻ nói đen, người nói ngắn, kẻ nói dài, ai cũng có cách giải thích riêng của mình. Và câu hỏi tại sao phát minh ra định luật vạn vật hấp dẫn vẫn đang trong vòng tranh luận

【#5】Định Luật Kepler Và Newton Về Chuyển Động Của Các Hành Tinh

Hệ Mặt Trời của chúng ta bao gồm 8 hành tinh: Thủy Tinh, Kim Tinh, Trái Đất, Hỏa Tinh, Mộc Tinh, Thổ Tinh, Thiên Vương Tinh, Hải Vương Tinh – quay xung quanh Mặt Trời với quỹ đạo hình elip. Khác với những ngôi sao – những thiên thể ở rất xa Trái Đất nên tọa độ của chúng thay đổi rất chậm, những hành tinh trong hệ Mặt Trời của chúng ta ở những khoảng cách đủ cho chúng ta có thể nhận thấy sự thay đổi vị trí của chúng, chính vì thế, nguồn gốc từ Hy Lạp của hành tinh là: πλάνητεςαστέρες có nghĩa là những ngôi sao lang thang.

Định luật Kepler về chuyển động của hành tinh

Sơ lược tiểu sử Giohanes Kepler

Kepler sinh năm 1571 trong một gia đình quân nhân. Cậu bé thiếu tháng ấy tưởng đã chết sau khi mới lọt lòng mẹ. Rồi không ngờ cậu lại sống sót.

Năm 6 tuổi, cậu lại bị bố mẹ bỏ rơi trong cơn sốt mê sảng vì bệnh đậu mùa. Năm 13 tuổi, cậu lại thoát chết lần thứ ba. Sau khi học xong phổ thông, cậu vào học thần học ở trường đại học, mong trở thành linh mục ở nhà thờ Luthơran. Nhưng rồi ý định ấy bị thay đổi khi ông bộc lộ năng khiếu về toán học.

Năm 1594, ông được bổ trợ làm giáo sư toán ở Graz và ông cư trú và xây dựng gia đình ở đó.

Bốn năm sau, cả gia đình ông đều phải chạy chốn bởi sự ngược đãi tôn giáo. Ông đến phụ việc cho nhà thiên văn học người Đan Mạch Tikhô Brahê. Lòng say mê thiên văn học của ông bắt đầu từ đây.

Trong từng đường đi nước bước, ông không phải là người may mắn. Từ lúc khóc chào đời đến lúc mất, ông phải chiến đấu với bệnh tật, nghịch ảnh và sự ngược đãi.

Thậm chí cuối đời, ông đã mất trong mệt mỏi, kiệt sức vì buồn phiền và nghèo túng. Đàn con đông đúc của ông được thừa kế một gia sản sơ sài chỉ gồm 22 đồng floring, 2 chiếc áo sơ mi cũ, 57 cuốn sách và 16 cuốn các bảng phác thảo thiên văn.

Định luật 1: Mọi hành tinh đều chuyển động quanh Mặt Trời theo các quỹ đạo hình elip với Mặt Trời là một tiêu điểm.

Trong hình vẽ trên ta có: S là Mặt Trời cùng với F 1 là 2 tiêu điểm của quỹ đạo hành tinh. O là tâm, A 1A 2 là . Ta có:

* Tại A 2, hành tinh gần Mặt Trời nhất, nó được gọi là , khoảng cách cận nhật: .

* Tại A 1, hành tinh xa Mặt Trời nhất, nó được gọi là , khoảng cách viễn nhật: .

Gọi P là vị trí của hành tinh vào một thời điểm nào đó, ta có r = SP gọi là , hay . Cho SN hướng theo một hướng nào đó trên mặt phẳng quỹ đạo hành tinh. Ta đặt góc giữa SN và SP là θ theo chiều chuyển động của hành tinh; cho ω là giá trị của góc θ khi nó đi qua điểm cận nhật. (Đối số của điểm cận nhật). Khi đó:

Ta có phương trình cực của quỹ đạo hành tinh:

Thời gian để hành tinh đi hết một vòng trên quỹ đạo của nó (T) gọi là . Chu kỳ quỹ đạo của Trái Đất là 1 năm (khoảng 365,25 ngày Mặt trời trung bình).

Định luật II: Vectơ bán kính quét những diện tích bằng nhau trong những khoảng thời gian như nhau.

Cho P là vị trí của hành tinh vào thời điểm t, Q là vị trí của nó sau khoảng thời gian ∆t. Khi đó vectơ bán kính SQ tạo với tia SN một góc θ + ∆θ. Ta có góc PSQ nhỏ nên có thể coi PQ như một đoạn thẳng. Khi đó diện tích quét trong thời gian ∆t là S∆PSQ = r.(r + ∆r).sin(∆θ) ≈ r2. ∆θ = const. Ta có:

Trong thời gian T, vectơ bán kính quét được một góc là 360 o, cho n là tốc độ quét trung bình của vectơ bán kính. Ta có:

Ta lại có , T là chu kỳ nên:

Định luật III: Tỉ số giữa lập phương bán trục chính và bình phương chu kỳ là như nhau cho mọi hành tinh quay quanh Mặt Trời.

Cho a và a 1 là bán trục lớn của hai hành tinh và T và T 1 là chu kỳ của chúng. Theo định luật III ta có:

Định luật vạn vật hấp dẫn của Newton và chuyển động của hành tinh

Sơ lược về tiểu sử Isaac Newton

Newton sinh năm 1642 tại Vunxtoc miền Nam nước Anh trong một gia đình điền chủ giàu có. Khi Newton chưa ra đời cha ông đã mất. Hai nă sau mẹ ông lại tái giá. Thủa thơ ấu, Newton sống trong sự chăm sóc, dạy dỗ của ông ngoại và người chú. Khi đi học, Newton vốn yếu ớt, nên thường bị các bạn bắt nạt. Cậu bèn quyết tâm học cho giỏi và quả nhiên sau đó đã trở thành một học sinh suất sắc được bạn bè kính nể.

Newton rất say mê với những trò chơi vật lý. Cậu thường tự làm lấy đồ chơi và có những phát minh rất tài tình. Một lần, Newton khoe với các bạn mình rằng nhà mình có một chiếc cối xay thần. Thấy các bạn không tin, cậu dẫn các bạn ra vườn. Ở đó có một chiếc cối xay nhỏ, Kỳ lạ là không cần có sức gió, sức nước hay một lực kéo nào khác mà chiếc cối vẫn quay vù vù và có thể xay được hạt lúa mì thành bột. Các bạn đều thán phục, cho là Newton có phép quỷ thuật. Mãi sau trò quỷ thật đó mới được khám phá. Thì ra Newton đã sử dụng một đàn chuột kéo nhau chạy nhảy theo một hướng làm cối xay quay.

Newton có nhiều sáng kiến khác nữa như: chế ra chiếc xe phản lực chạy bằng hơi nước, đồng hồ nước, đồng hồ Mặt trời… Tuy nhỏ tuổi nhưng Newton đã sớm bộc lộ những năng lực phi thường của một nhà phát minh sau này.

Năm 1661, khi 19 tuổi, Newton theo học tại trường đại học Kembritgiơ. Tại đây Newton được học cùng với giáo sư Barâu và bắt đầu biết đến hình học Đêcac, số học vô cực của Oalit. Mặc dù đang là sinh viên nhưng Newton đã tìm ra một công thức toán tồn tại mãi đến ngày nay gọi là nhị thức Newton. Cũng từ đó, Newton tiến sâu vào lĩnh vực khoa học và đưa ra những phát minh vĩ đại.

Newton mất năm 1727 tại Luân Đôn ở tuổi 85 và không có gia đình.

Sự nghiệp khoa học của Newton rất đồ sộ. Ông đã trở thành nhà bác học vĩ đại nhất trong những nhà bác học vĩ đại.

– Năm 1665, ở tuổi 23, Newton đưa ra định luật vạn vật hấp dẫn.

– Năm 1669, Newton thay thế thầy giáo mình là Barâu, trở thành giáo sư toán của trường Kembritgiơ. Tại đây, Newton đã khám phá ra cấu tạo của ánh sáng trắng. Từ năm 1663-1671, ông giải thích thêm những hiện tượng sinh ra cầu vồng để bổ sung thêm vào môn hình học Đêcac.

– Newton còn làm một kính thiên văn để nghiên cứu các vì sao. Trong quyết định nghiên cứu các hiện tượng này, ông đã phát minh ra kính viễn vọng. Kính thiên văn thời này được làm dựa trên những thiết kế của Newton.

– Năm 1672, Newton được bầu vào Hội khoa học Hoàng gia, tức viện hàn lân khoa học nước Anh khi đó.

– Năm 1704, Newton cho in cuốn ” Quang học ” mà ông đã viết từ hồi còn ở Kembritgiơ.

Bằng trí thông minh tuyệt vời, niềm say mê, sáng tạo không ngừng, Newton đã cống hiến cho nhân loại những phát minh cực kỳ to lớn. Ông mất vào đêm ngày 20, rạng ngày 21/3/1727, tại Luân Đôn. Mộ của ông được đặt tại tu viện Oexmintơn, nơi an nghỉ của các danh nhân nước Anh. Trên bức tường tưởng niệm ông, người ta khắc câu thơ nổi tiếng của Luycrexơ: ” Người đã vượt lên trên tất cả các thiên tài “.

Các giai thoại và thí nghiệm nổi tiếng của Newton:

Giai thoại quả táo rụng: Một ần Newton ngồi nghỉ dưới gốc cây táo, chợt một quả táo chín rụng xuống đất, ông thầm hỏi: ” Tại sao quả táo kia không bay lên không trung mà lại rơi xuống đất “. Rõ ràng là Trái Đất đã hút quả táo. Mọi vật đều bị hút vào tâm Trái Đất. Newton đưa ra nhận định: Trong vũ trụ mọi vật tồn tại đều do lực hấp dẫn. Vật có khối lượng càn lớn thì lực hấp dẫn càng cao. Định luật vạn vật hấp dẫn ra đời từ đó.

Phát minh đĩa Newton: trên chiếc đĩa, ông chia ra làm 7 phần, mỗi phần một màu sắc: đỏ- cam- vàng- lục- lam- chàm- tím. Chiếc đĩa này khi quay tít như đĩa hát thì 7 màu sẽ bị hòa lại thành màu trắng. Đó là một thí nghiệm nổi tiếng về cấu tạo của ánh sáng trắng.

Giây phút đãng trí của Newton: vốn là một người yêu động vật, Newton nuôi một con chó và một con mèo. Muốn cho hai con vật đó có thể đi lại tự do trong phòng làm việc của mình, ông cho đục trên tường hai cái lỗ: một to, một nhỏ. Ông đã quên rằng: chỉ cần đục một cái lỗ cũng đủ cho chúng qua lại một cách dễ dàng.

Định luật vạn vật hấp dẫn: Lực hấp dẫn giữa hai điểm tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng và chúng tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

trong đó:

– m và m 1: là khối lượng của hai vật.

– r: khoảng cách giữa hai vật.

– G: hằng số hấp dẫn.

Áp dụng vào khảo sát chuyển động của hành tinh:

Mặt phẳng quỹ đạo chuyển động của hành tinh:

Cho S và P là vị trí của Mặt Trời và hành tinh vào thời điểm t và một hệ tọa độ OXYZ như hình vẽ và chúng có tọa độ lần lượt là S(X S;Y S;Z S) và P(X P;Y P;Z P).

Theo định luật vạn vật hấp dẫn, hành tinh P chịu tác dụng từ S một lực (với r = SP). Thành phần của lực khi chiếu xuống trục OX là:

Nếu là thành phần của gia tốc của P song song với OX, theo định luật II Newton về chuyển động, ta có:

(a)

Bây giờ, Mặt Trời S chịu tác dụng từ hành tinh P một lực và khi chiếu lên trục OX là:

Nếu là thành phần của gia tốc của S song song với OX, theo định luật II Newton về chuyển động, ta có:

(b)

Chia (a) với m và (b) với M rồi lấy hiệu của chúng, ta được kết quả:

(c)

Làm tương tự khi ta chiếu lên các trục OY và OZ, ta có:

Ba phương trình (d), (e), (f) mô tả chuyển động của P đối với Mặt Trời.

Nhân (e) với ζ và (f) với η rồi lấy hiệu của chúng ta được kết quả:

Làm tương tự ta cũng có:

Lần lượt nhân (g), (h), (i) với ξ, η, ζ rồi tính tổng các vế, được kết quả:

đây là phương trình mặt phẳng quỹ đạo của hành tinh.

Phương trình chuyển động của hành tinh trên mặt phẳng quỹ đạo của nó:

Bây giờ, ta sẽ xét chuyển động của hành tinh với hai trục tọa độ có gốc là Mặt trời và nằm trên mặt phẳng quỹ đạo hành tinh. Đó là hệ trục tọa độ Sxy như hình vẽ. Ở đây, SN là trục x, trục y vuông góc với trục x theo chiều chuyển động của hành tinh. Ta có phương trình chuyển động của hành tinh tương tự như đã được phân tích ở phần trên:

Công thức chuyển đổi từ tọa độ hình chữ nhật sang tọa độ cực, ta có:

x = chúng tôi θy = chúng tôi θ (2)

Cho α và β là thành phần gia tốc của P khi chiếu lên các trục tọa độ, ta có:

Từ phương trình đầu tiên của (2), ta lấy vi phân:

Tương tự cho phương trình thứ hai:

Thay 2 phương trình ẍ và ӱ có ở trên vào phương trình đầu tiên của (3), ta được:

Thay 2 phương trình của (1) và phương trình đầu tiên của (3), rồi thay x,y từ hai phương trình của (2) và kết quả thu được. Rút gọn lại ta được:

Như vậy:

(4).

Tương tự ta cũng có:

Mà:

Đặt u = 1/r, khi đó phương trình h trở thành: (5)

Ta lại có:

thế vào phương trình trên ta có:

Ta lại có:

(6)

Bình phương 2 về của (5) rồi nhân với r ta được: (7)

Thế (6) và (7) vào (4) ta được:

Giải phương trình vi phân:

Đặt (2), thay vào phương trình ta có:

(1)

Đặt có các khai triển: và

thay trở lại công thức (1) ta có:

Ta lại có:

mà thay trở lại công thức trên ta có:

Đặt A = a + b và B = i.(a – b) ta có:

Từ công thức (2) ta có:

Đặt thì ta có:

Mà r = 1/u nên:

Đặt và ta có:

(Đây là phương trình tọa độ cực của 1 đường conic)

Vận tốc của hành tinh trên quỹ đạo của nó:

Trong hình vẽ bên V được biểu diễn bởi PT (tiếp tuyến của elip), r được biểu diễn bởi PQ và được biểu diễn bởi PL (vuông góc với PQ). Khi đó:

với:

Từ ta có:

Từ đó:

Mà và u=1/r, ta có:

Hành tinh di chuyển nhanh nhất khi r nhỏ nhất (tại vị trí hành tinh qua điểm cận nhật):

Hành tinh di chuyển chậm nhất khi r lớn nhất (tại vị trí hành tinh qua điểm viễn nhật):

Các công thức cơ bản

– Khoảng cách góc thật và khoảng cách góc lệch tâm:

Khoảng cách góc thật (v) là khoảng cách góc từ vị trí của hành tinh vào một thời điểm đến điểm cận nhật nhìn từ Mặt Trời theo chiều chuyển động của hành tinh. Ta có:

Khoảng cách góc lệch tâm (E) là khoảng cách góc của hành tinh khi chiếu lên đường tròn đến điểm cận nhật nhìn từ tâm quỹ đạo theo chiều chuyển động của hành tinh. Ta có:

Ta có công thức liên hệ giữa khoảng cách góc thật và khoảng cách góc lệch tâm:

– Phương trình Kepler:

Ta gọi τ là thời điểm hành tinh đi qua điểm cận nhật và T là chu kỳ quỹ đạo. Vào thời điểm t, hành tinh đang ở vị trí P. Trong khoảng thời gian ( t – τ), vectơ bán kính di chuyển từ SA 2 tới SP và quét được diện tích SPA 2. Theo định luật II Kepler:

. Do đó:

Từ định nghĩa góc chuyển động trung bình n. Góc n.(t – τ) biểu thị cho góc tại thời điểm (t – τ) bởi một vectơ bán kính quanh S với hằng số vận tốc góc n. Đặt M = n.(t – τ) gọi là khoảng cách góc trung bình. Khi đó:

Ta lại có: . Trong đó:

* với và nên:

* Ta vẽ các đường thẳng vuông góc với A 1A 2 như P 1H 1. Ta có: . Tính tổng độ dài tất cả các đoạn thẳng như thế ta được:

Như vậy:

Từ đó, ta có:

– Phương trình trung tâm:

* Giải phương trình Kepler M = E – chúng tôi E:

Ta có E = M + chúng tôi E

E3 = M + e.sin(M + chúng tôi M) = M + chúng tôi M.cos(e.sin M) + chúng tôi M.sin(e.sin M)

với E là một số nhỏ, ta có: E3 = M + chúng tôi M + chúng tôi chúng tôi M = chúng tôi M + e2.sin(2.M)/2

Làm tiếp khai triển như thế ta được:

(1)

* Giải phương trình liên hệ giữa khoảng cách góc thật và khoảng cách góc lệch tâm:

Đặt với ta có:

Đặt ta có

Từ và , ta có thể viết:

Làm tương tự với tan(E/2) và ghép lại ta được:

Logarit 2 vế:

Bây giờ với và với x<1 e<1, ta có:

với

Khi đó: (2)

Từ (1) ta có:

Với độ chính xác giới hạn trong e 2 nên công thức trên trở thành:

Trong giới hạn cần thiết khai triển tương tự ta cũng có:

sin(2.E) = sin(2.M) + e.[sin(3.M)-sinM] sin(3.E) = sin(3.M)

Thay sin E, sin(2.E), sin(3.E) khai triển ở trên vào công thức (2) ta được:

【#6】Trắc Nghiệm Lý Thuyết 3 Định Luật Newton

Câu 1

Khi vật chịu tác dụng của hợp lực có độ lớn và hướng không đổi thì:

a) vật sẽ chuyển động tròn đều.

b) vật sẽ chuyển động thẳng nhanh dần đều.

c) vật sẽ chuyển động thẳng biến đổi đều.

d) Một kết quả khác

Câu 2 Chọn câu sai. Trong tương tác giữa hai vật :

a) gia tốc mà hai vật thu được luôn ngược chiều nhau và có độ lớn tỉ lệ thuận với khối lượng của. chúng

b) Hai lực trực đối đặt vào hai vật khác nhau nên không cân bằng nhau.

c) Các lực tương tác giữa hai vật là hai lực trực đối.

d) Lực và phản lực có độ lớn bằng nhau.

Câu 3 Chọn câu đúng

Cặp “lực và phản lực” trong định luật III Niutơn:

a) tác dụng vào cùng một vật.

b) tác dụng vào hai vật khác nhau.

c) không bằng nhau về độ lớn.

d) bằng nhau về độ lớn nhưng không cùng giá.

Câu 4 Câu nào sau đây là đúng?

a) Không có lực tác dụng thì vật không thể chuyển động .

b) Một vật bất kì chịu tác dụng của một lực có độ lớn tăng dần thì chuyển động nhanh dần.

c) Một vật có thể chịu tác dụng đồng thời của nhiều lực mà vẫn chuyển động thẳng đều.

d) Không vật nào có thể chuyển động ngược chiều với lực tác dụng lên nó.

Câu 5 Chọn câu phát biểu đúng.

a) Nếu không có lực tác dụng vào vật thì vật không chuyển động được.

b) Lực tác dụng luôn cùng hướng với hướng biến dạng.

c) Vật luôn chuyển động theo hướng của lực tác dụng.

d) Nếu có lực tác dụng lên vật thì vận tốc của vật bị thay đổi

Câu 6 Dưới tác dụng của một lực vật đang thu gia tốc; nếu lực tác dụng lên vật giảm đi thì độ lớn gia tốc sẽ:

a) tăng lên. b) giảm đi. c) không đổi. d) bằng 0.

Câu 7 Hãy chỉ ra kết luận sai. Lực là nguyên nhân làm cho:

a) vật chuyển động. b) hình dạng của vật thay đổi.

c) độ lớn vận tốc của vật thay đổi.

d) hướng chuyển động của vật thay đổi.

Câu 8 Vật nào sau đây chuyển động theo quán tính ?

a) Vật chuyển động tròn đều .

b) Vật chuyển động trên một đường thẳng.

c) Vật rơi tự do từ trên cao xuống không ma sát.

d) Vật chuyển động khi tất cả các lực tác dụng lên vật mất đi.

Câu 9 Nếu một vật đang chuyển động mà tất cả các lực tác dụng vào nó bỗng nhiên ngừng tác dụng thì vật :

a) chuyển động chậm dần rồi dừng lại. b) lập tức dừng lại.

c) vật chuyển ngay sang trạng thái chuyển động thẳng đều.

d) vật chuyển động chậm dần trong một thời gian, sau đó sẽ chuyển động thẳng đều.

Câu 10 Khi đang đi xe đạp trên đường nằm ngang, nếu ta ngừng đạp, xe vẫn tự di chuyển. Đó là nhờ :

a) trọng lượng của xe b) lực ma sát nhỏ.

c) quán tính của xe. d) phản lực của mặt đường

Câu 11 Khi một con ngực kéo xe, lực tác dụng vào con ngựa làm cho nó chuyển động về phía trước là:

a) lực mà con ngựa tác dụng vào xe.

b) lực mà xe tác dụng vào ngựa.

c) lực mà ngựa tác dụng vào đất.

d) lực mà đất tác dụng vào ngựa.

Câu 12 Đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của một vật là:

a) trọng lương. b) khối lượng. c) vận tốc. d) lực.

Câu 13 Chọn phát biểu đúng nhất .

a) Vectơ lực tác dụng lên vật có hướng trùng với hướng chuyển động của vật.

b) Hướng của vectơ lực tác dụng lên vật trùng với hướng biến dạng của vật.

c) Hướng của lực trùng với hướng của gia tốc mà lực truyền cho vật.

d) Lực tác dụng lên vật chuyển động thẳng đều có độ lớn không đổi.

Câu 15 Phát biểu nào sau đây là đúng ?

a) Nếu không chịu lực nào tác dụng thì vật phải đứng yên.

b) Vật chuyển động được là nhờ có lực tác dụng lên nó.

c) Khi vận tốc của vật thay đổi thì chắc chắn đã có lực tác dụng lên vật.

d) Khi không chịu lực nào tác dụng lên vật nữa thì vật đang chuyển động sẽ lập tức dừng lại.

Câu 16 Tìm kết luận chưa chính xác về định luật I Niutơn ?

a) còn gọi là định luật quán tính.

b) chỉ là trường hợp riêng của định luật II Niutơn.

c) Hệ qui chiếu mà trong đó định luật I Niutơn được nghiệm đúng gọi là hệ qui chiếu quán tính.

d) cho phép giải thích về nguyên nhân của trạng thái cân bằng của vật.

Câu 17 Hiện tượng nào sau đây không thể hiện tính quán tính

a) Khi bút máy bị tắt mực, ta vẩy mạnh để mực văng ra.

b) Viên bi có khối lượng lớn lăn xuống máng nghiêng nhanh hơn viên bi có khối lượng nhỏ.

c) Ôtô đang chuyển động thì tắt máy nó vẫn chạy thêm một đoạn nữa rồi mới dừng lại.

d) Một người đứng trên xe buýt, xe hãm phanh đột ngột, người có xu hướng bị ngã về phía trước.

Câu 21 Tìm biết kết luận chưa chính xác ?

a) Nếu chỉ có một lực duy nhất tác dụng lên vật thì vận tốc của vật thay đổi.

b) Nếu có lực tác dụng lên vật thì độ lớn vận tốc của vật bị thay đổi.

c) Nếu có nhiều lực tác dụng lên vật mà các lực này cân bằng nhau thì vận tốc của vật không thay đổi.

d) Nếu vận tốc của vật không đổi thì không có lực nào tác dụng lên vật hoặc các lực tác dụng lên vật cân bằng nhau

Câu 22 Trong các hiện tượng sau, hiện tượng nào xảy ra không do quán tính :

a) Bụi rơi khỏi áo khi ta rũ mạnh áo.

b) Vận động viên chạy đà trước khi nhảy cao.

c) Lưỡi búa được tra vào cán khi gõ cán búa xuống nền.

d) Khi xe chạy, hành khách ngồi trên xe nghiêng sang trái, khi xe rẽ sang phải.

Câu 23 Kết luận nào sau đây là không chính xác :

a) Hướng của lực có hướng trùng với hướng của gia tốc mà lực truyền cho vật.

b) vật chuyển động thẳng đều vì các lực tác dụng vào nó cân bằng nhau.

c) Vật chịu tác dụng của hai lực mà chuyển động thẳng đều thì hai lực cân bằng nhau

d) Vệ tinh nhân tạo chuyển động tròn đều quanh Trái Đất là do các lực tác dụng lên vệ tinh cân bằng nhau.

Câu 24 Chọn câu sai :

a) Khối lượng của vật là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật.

b) Khối lượng là một đại lượng vô hướng, dương.

c) Trong tương tác giữa hai vật nhất định, gia tốc mà chúng thu được luôn ngược chiều nhau và có độ lớn tỉ lệ thuận với khối lượng của hai vật.

d) Lực và phản lực không cân bằng nhau.

Câu 25 Chọn phát biểu sai trong các kết luận sau :

Một vật chuyển động đều thì :

a) Quãng đường vật đi được tỷ lệ thuận với thời gian chuyển động.

b) Quãng đường vật đi được sau những khoảng thời gian bất kì bằng nhau thì bằng nhau.

c) Vật chịu tác dụng của một lực không đổi.

d) Vật chịu tác dụng của các lực cân bằng khi đang chuyển động.

Câu 26 Chọn phát biểu sai trong các kết luận sau :

Một vật chịu tác dụng của một lực khi :

a) Vật đó đứng yên b) Vật đó thay đổi hình dạng.

c) Vật đó thay đổi hướng chuyển động.

d) Vật đó chuyển động nhanh lên hay chậm đi.

Câu 27 Hành khách ngồi trên xe ôtô đang chuyển động, xe bất ngờ rẽ sang phải. Theo quán tính hành khách sẽ:

a) nghiêng sang phải. b) nghiêng sang trái.

c) ngả người về phía sau. d) chúi người về phía trước

Câu 29 Chọn phát biểu đúng.

Người ta dùng búa đóng một cây đinh vào một khối gỗ :

a) Lực của búa tác dụng vào đinh lớn hơn lực đinh tác dụng vào búa.

b) Lực của búa tác dụng vào đinh về độ lớn bằng lực của

đinh tác dụng vào búa.

c) Lực của búa tác dụng vào đinh nhỏ hơn lực đinh tác dụng vào búa.

d) Tùy thuộc đinh di chuyển nhiều hay ít mà lực do đinh tác dụng vào búa lớn hơn hay nhỏ hơn lực do búa tác dụng vào đinh.

Câu 30 Một vật đang chuyển động với vận tốc 3m/s. Nếu bỗng nhiên các lực tác dụng lên nó mất đi thì

a) vật tiếp tục chuyển động theo hướng cũ với vận tốc 3m/s.

b) vật chuyển động chậm dần rồi mới dừng lại.

c) vật đổi hướng chuyển động. d) vật dừng lại ngay.

Câu 31 Khi một người kéo một thùng hàng chuyển động, lực tác dụng vào người làm người đó chuyển động về phía trước là:

a) lực người tác dụng vào xe

b) lực mà xe tác dụng vào người

c) lực người tác dụng vào mặt đất

d) lực mặt đất tác dụng vào người

Câu 34 Câu nào đúng?Trong một cơn lốc xoáy, một hòn đá bay trúng vào một cửa kính, làm vỡ kính.

a) Lực của hòn đá tác dụng vào tấm kính lớn hơn lực của tấm kính tác dụng vào hòn đá.

b) Lực của hòn đá tác dụng vào tấm kính về độ lớn bằng lực của tấm kính tác dụng vào hòn đá.

c) Lực của hòn đá tác dụng vào tấm kính nhỏ hơn lực của tấm kính tác dụng vào hòn đá.

d) Lực của hòn đá tác dụng vào tấm kính lớn hơn trọng lượng của tấm kính.

Câu 35 Khi vật chỉ chịu tác dụng của một lực duy nhất thì nó sẽ:

a) chỉ biến dạng mà không biến đổi vận tốc.

b) chuyển động thẳng đều mãi.

c) chỉ biến đổi vận tốc mà không bị biến dạng.

d) bị biến dạng hoặc biến đổi vận tốc

Câu 49 Chọn câu phát biểu đúng.

a) Khi vật thay đổi vận tốc thì bắt buộc phải có lực tác dụng vào vật.

b) Vật bắt buộc phải chuyển động theo hướng của lực tác dụng vào nó.

c) Nếu không còn lực nào tác dụng vào vật đang chuyển động thì vật phải lập tức dừng lại.

d) Một vật không thể liên tục chuyển động mãi mãi nếu không có lực nào tác dụng vào nó.

Câu 24: định luật I Niutơn cho biết:

A. nguyên nhân của trạng thái cân bằng của các vật B. mối liên hệ giữa lực tác dụng và khối lượng của vật

C. nguyên nhân của chuyển động D. dưới tác dụng của lực, các vật chuyển động như thế nào

【#7】Ứng Dụng 3 Định Luật Newton Để Tăng Năng Suất Công Việc

3 định luật Newton không chỉ được sử dụng trong lĩnh vực vật lý học mà chúng còn ẩn chứa nhiều điều thú vị trong mối liên hệ với năng suất công việc và cuộc sống.

Vào năm 1687, Isaac Newton đã xuất bản một cuốn sách đột phá “The Principia: Mathematical Principles of Natural Philosophy” (tạm dịch: Những nguyên lý cơ bản: những nguyên lý cơ bản về triết học tự nhiên) mô tả 3 định luật chuyển động của ông. Trong đó, Newton đã hình thành một nền tảng về các cơ chế cổ điển cũng như định nghĩa lại cách mà thế giới nhìn vào lĩnh vực vật lý và khoa học.

Tuy nhiên, điều mà đa phần chúng ta không hề biết đó là 3 định luật này của Newton có thể được sử dụng như là một phép loại suy thú vị trong việc tăng năng suất, đơn giản hóa quá trình làm việc và cải thiện chất lượng cuộc sống.

Định luật chuyển động đầu tiên: Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng không thì nó giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều.

Nhìn chung, trì hoãn (procrastination) là định luật cơ bản của vũ trụ. Đây chính là định luật Newton đầu tiên được áp dụng vào năng suất: các vật thể đứng yên sẽ giữ nguyên trạng thái đứng yên của nó.

Vậy thì cách tốt nhất để bắt đầu khi rơi vào trạng thái trì hoãn, chây ì là gì?

Qua trải nghiệm, theo tôi cách tốt nhất đó chính là áp dụng quy tắc 2 phút: Để vượt qua sự trì hoãn, hãy tìm một cách nào đó để bắt đầu công việc của bạn trong ít hơn 2 phút.

Chú ý rằng bạn không cần phải hoàn thành công việc. Tuy nhiên, nhờ có định luật Newton này, bạn thường sẽ nhận ra rằng một khi bắt đầu một công việc trong ít hơn 2 phút thì bạn sẽ thấy việc duy trì nó sẽ dễ dàng hơn nhiều.

Ngay bây giờ, bạn cảm thấy không muốn chạy. Nhưng nếu bạn đi giày, lấy một chai nước và bước ra khỏi cửa thì bạn sẽ có động lực để bắt đầu chạy hơn đấy.

Ngay bây giờ, bạn đang nhìn vào một file Word trắng xóa trên màn hình và cảm thấy không nghĩ ra được gì để viết bản bảo cáo. Tuy nhiên, nếu viết ra một vài câu ngẫu nhiên trong ít hơn 2 phút, bạn sẽ thấy chúng thực sự hữu ích để viết tiếp những câu sau.

Ngay bây giờ, sự sáng tạo của bạn bị chặn lại và bạn chẳng thể nào vẽ ra thứ gì nên hồn cả. Nhưng nếu vẽ một đường ngẫu nhiên trên giấy và biến nó thành một con vật bất kỳ thì khả năng sáng tạo của bạn sẽ được khơi dậy.

Động lực thường sẽ đến ngay khi bạn bắt đầu. Do vậy, hãy tìm cách để thực hiện những bước nhỏ đầu tiên. Vật đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động.

Định luật 2 Newton: F = ma. Gia tốc của một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật. Độ lớn của gia tốc tỷ lệ thuận với độ lớn của lực và tỷ lệ nghịch với khối lượng của vật.

Hãy phân tích công thức này, F = ma và tìm hiểu xem nó được vận dụng như thế nào đối với năng suất công việc.

Thử đoán xem điều gì xảy ra? Đây chính là câu chuyện của việc hoàn thành mọi thứ trong cuộc sống của bạn.

Nếu bạn muốn năng suất hơn thì đơn thuần không chỉ là làm việc chăm chỉ (lực) mà còn là lực đó cần tập trung vào chỗ nào. Điều này cũng đúng với các quyết định lớn trong cuộc sống và các quyết định nhỏ hàng ngày.

Chẳng hạn, bạn có thể áp dụng cùng một bộ kỹ năng theo các hướng khác nhau và nhận được các kết quả khác nhau.

Để đơn giản hơn, bạn chỉ có một lực nhất định để cung cấp cho công việc và nơi bạn đặt lực đó cũng quan trọng như việc bạn làm việc chăm chỉ đến mức nào.

Định luật 3 Newton: Trong mọi trường hợp, khi vật A tác dụng lên vật B một lực thì vật B cũng tác dụng lại vật A một lực. Hai lực này có cùng giá, cùng độ lớn nhưng ngược chiều.

Tất cả chúng ta đều có một tốc độ trung bình để thực hiện mọi việc trong cuộc sống. Mức độ năng suất và hiệu quả của bạn thường cũng cân bằng với các lực năng suất (productive force) và không năng suất (unproductive force) trong cuộc đời bạn – giống như các lực cùng độ lớn nhưng ngược chiều trong định luật 3 Newton vậy.

Có rất nhiều lực năng suất trong cuộc sống như sự tập trung, tích cực và động lực. Nhưng cũng có nhiều lực không năng suất như căng thẳng, thiếu ngủ và cố gắng làm nhiều việc cùng lúc.

Nếu muốn trở nên hiệu quả và làm việc năng suất hơn thì chúng ta có hai lựa chọn.

Lựa chọn đầu tiên đó thêm thật nhiều lực năng suất. Đây được gọi là lựa chọn “kiên định chinh phục”. Chúng ta phải quyết tâm hoàn thành công việc ngay cả khi gặp khó khăn bằng cách uống một tách cafe khác và làm việc chăm chỉ hơn. Đây là lý do tại sao mọi người thường sử dụng chất kích thích để giúp họ tập trung hoặc xem các video truyền động lực để kích thích tinh thần. Tất cả đều là một nỗ lực để tăng lực năng suất và chế ngự các lực không năng suất mà chúng ta đối mặt.

Hiển nhiên, bạn chỉ có thể làm điều này trước khi bạn bị quá tải, kiệt sức (burn out) nhưng trong một khoảnh khắc nào đó, chiến thuật “kiên định chinh phục” thực sự có thể hiệu quả.

Lựa chọn thứ hai đó là loại bỏ các lực đối diện. Đơn giản hóa cuộc sống, học cách nói không, thay đổi môi trường, giảm số lượng các trách nhiệm được giao cho bạn, hay nói cách khác là loại bỏ các lực kéo bạn xuống.

Nếu giảm các lực không năng suất trong cuộc sống, năng suất của bạn sẽ tăng lên một cách tự nhiên. Giống như thể một cách kỳ diệu, bạn đã loại bỏ được một bàn tay kéo bạn lùi lại.

Đa phần mọi người sẽ quyết tâm hết sức mình để vượt qua các chướng ngại vật. Vấn đề với chiến thuật này đó là bạn vẫn đang giải quyết một lực khác. Tuy nhiên, sẽ dễ dàng hơn nếu cắt giảm các lực không năng suất và để cho năng suất bạn lớn dần lên một cách tự nhiên.

【#8】Các Định Luật Của Newton Về Chuyển Động

Bài này nói về các định luật Newton trong cơ học. Xem các định luật khác mà Newton đã phát biểu cho các lĩnh vực khác tại định luật Newton (định hướng)

Các định luật của Newton về chuyển động (gọi tắt là các định luật Newton) là tập hợp ba định luật cơ học phát biểu bởi nhà bác học người Anh Isaac Newton, đặt nền tảng cho cơ học cổ điển (còn gọi là cơ học Newton). Các định luật Newton được công bố lần đầu tiên năm 1687 trong cuốn Philosophiae Naturalis Principia Mathematica ( Các nguyên lý toán học trong triết học tự nhiên, vật lý từng được xem là môn triết học về tự nhiên). Ba định luật cơ bản này cùng với một định luật nổi tiếng khác của Newton, định luật vạn vật hấp dẫn, lần đầu tiên giải thích khá thuyết phục các quan sát của Kepler về chuyển động của các hành tinh.

Ba định luật của Newton về chuyển động được phát biểu (lần đầu tiên) như sau:

  • Định luật 1 Newton: Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng không thì nó giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều.
  • Định luật 2 Newton: Gia tốc của một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật. Độ lớn của gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật.
  • Định luật 3 Newton: Trong mọi trường hợp, khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì vật B cũng tác dụng lại vật A một lực. Hai lực này có cùng giá trị, cùng độ lớn, nhưng ngược chiều.

Trải qua mấy thế kỷ, mặc dù ba định luật của Newton được phát biểu theo nhiều hình thức khác nhau nhưng bản chất không có gì thay đổi.

Định luật 1 Newton bắt nguồn từ một phát biểu trước đó của Galileo Galilei và còn được gọi là định luật quán tính.

Định luật quán tính nêu lên một đặc tính quan trọng của một vật chuyển động, đó là khuynh hướng giữ nguyên trạng thái chuyển động ( quán tính). Trạng thái chuyển động ở đây được đặc trưng bởi vận tốc (hay tổng quát là động lượng) của chuyển động. Nếu không chịu tác dụng bởi một tổng hợp lực có giá trị khác không thì một vật đang đứng yên sẽ đứng yên mãi mãi, và một vật đang chuyển động sẽ chuyển động thẳng đều mãi mãi.

Định luật 1 chỉ ra rằng lực không phải là nguyên nhân cơ bản gây ra chuyển động của các vật, mà đúng hơn là nguyên nhân gây ra sự thay đổi trạng thái chuyển động (thay đổi vận tốc/động lượng của vật).

Nếu không xét tới các lực quán tính, định luật 1 của Newton chỉ nghiệm đúng trong các hệ quy chiếu quán tính, tức là hệ quy chiếu có vận tốc không đổi. Nếu áp dụng định luật này đối với các hệ quy chiếu phi quán tính, chúng ta phải thêm vào lực quán tính. Khi đó, tổng lực bằng lực cơ bản cộng lực quán tính.

Trong thực tế, không có hệ quy chiếu nào là hệ quy chiếu quán tính hoàn toàn. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp cụ thể, một hệ quy chiếu có thể coi gần đúng là hệ quy chiếu quán tính. Ví dụ, khi xét chuyển động của các vật trên bề mặt Trái đất, người ta thường xem hệ quy chiếu gắn với mặt đất như một hệ quy chiếu quán tính.

Định luật 2 Newton được viết dưới dạng toán học như sau:

Với:

Phương trình toán học trên đưa ra một định nghĩa cụ thể và chính xác cho khái niệm . Lực, trong vật lý, được định nghĩa là sự thay đổi của động lượng trong một đơn vị thời gian. Như vậy, tổng ngoại lực tác dụng lên một vật tại một thời điểm nhất định ( lực tức thời) được biểu thị bởi tốc độ thay đổi động lượng của vật tại thời điểm đó. Động lượng của vật biến đổi càng nhanh khi ngoại lực tác dụng lên vật càng lớn và ngược lại.

Ngoài việc đưa ra định nghĩa cho lực, định luật 2 Newton còn là nền tảng của định luật bảo toàn động lượngđịnh luật bảo toàn cơ năng. Hai định luật này có ý nghĩa quan trọng trong việc đơn giản hóa nghiên cứu về chuyển động và tương tác giữa các vật.

Định luật 2 Newton trong cơ học cổ điển

Trong cơ học cổ điển, khối lượng có giá trị không đổi, bất kể chuyển động của vật. Do đó, phương trình định luật 2 Newton trở thành:

Với:

Như vậy trong cơ học cổ điển, tổng ngoại lực bằng tích của khối lượng và gia tốc.

Cũng trong cơ học cổ điển, nếu không xét tới lực quán tính, định luật 2, giống như định luật 1, chỉ đúng trong hệ quy chiếu quán tính. Khi áp dụng cho hệ quy chiếu không quán tính, phải có lực quán tính.

Định luật 2 Newton trong thuyết tương đối hẹp

Trong thuyết tương đối hẹp, định luật 2 Newton được mở rộng để áp dụng cho liên hệ giữa lực và động lượng hay gia tốc-4:

Định luật 3 Newton chỉ ra rằng lực không xuất hiện riêng lẻ mà xuất hiện theo từng cặp động lực-phản lực. Nói cách khác, lực chỉ xuất hiện khi có sự tương tác qua lại giữa hai hay nhiều vật với nhau. Cặp lực này, định luật 3 nói rõ thêm, là cặp lực trực đối. Chúng có cùng độ lớn nhưng ngược chiều nhau.

Liên kết ngoài

Thể loại:Cơ họcThể loại:Định luật vật lýThể loại:Isaac Newton

【#9】Bài 11. Lực Hấp Dẫn. Định Luật Vạn Vật Hấp Dẫn

11

LỰC HẤP DẪN. ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN

1. Kiến thức

– Phát biểu được định luật vạn vật hấp dẫn và viết được công thức của lực hấp dẫn.

– Nêu được định nghĩa trọng tâm của một vật.

2. Kỹ năng

– Giải thích được một cách định tính sự rơi tự do và chuyển động của các hành tinh, vệ tinh bằng lực hấp dẫn.

– Vận dụng được công thức của lực hấp dẫn để giải các bài tập đơn giản như ở trong bài học.

Lực nào giữ cho Mặt Trăng chuyển động gần như tròn đều quanh Trái Đất? Lực nào giữ cho Trái Đất và Mặt Trăng chuyển động gần như tròn đều quanh Mặt Trời?

I – LỰC HẤP DẪN

Niu-tơn là người đầu tiên đã kết hợp được những kết quả quan sát thiên văn về chuyển động của các hành tinh với những kết quả nghiên cứu về sự rơi của các vật trên Trái Đất và do đó đã phát hiện ra rằng mọi vật trong Vũ trụ đều hút nhau với một lực, gọi là lực hấp dẫn (Hình 11.1).

Lực hấp dẫn giữa Trái Đất và Mặt Trăng đã giữ cho Mặt Trăng chuyển động quanh Trái Đất.

Lực hấp dẫn giữa Mặt Trời và các hành tinh đã giữ cho các hành tinh chuyển động quanh Mặt Trời.

Khác với lực đàn hồi và lực ma sát là lực tiếp xúc, lực hấp dẫn là lực tác dụng từ xa, qua khoảng không gian giữa các vật.

1. Thả một vật nhỏ (cái hộp) rơi xuống đất. Lực gì đã làm cho vật rơi?

Hình 11.1. Hệ Mặt Trời

II – ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN (ĐLVVHD)

1. Định luật

Những đặc điểm của lực hấp dẫn đã được Niu-tơn nêu lên thành định luật sau đây, gọi là định luật vạn vật hấp dẫn:

Lực hấp dẫn giữa hai chất điểm bất kì tỉ lệ thuận với tích của các khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng (Hình 11.2).

Hình 11.2

2. Hệ thức

(11.1)

Trong đó:

G: hằng số hấp dẫn, bằng 6,67.10-11 ().

m 1, m 2: khối lượng của hai chất điểm (kg).

r: khoảng cách giữa hai chất điểm (m).

Hệ thức (11.l) áp dụng được cho các vật thông thường trong hai trường hợp:

a) Khoảng cách giữa hai vật rất lớn so với kích thước của chúng.

b) Các vật đồng chất và có dạng hình cầu. Khi ấy r là khoảng cách giữa hai tâm và lực hấp dẫn nằm trên đường nối tâm.

Bài tập ví dụ 1. Mặt Trăng và Trái Đất có khối lượng lần lượt là 7,4.1022 kg và 6.1024 kg, ở cách nhau 38400 km. Tính lực hấp dẫn? Giải:

r = 38400km = 38400000m = 384.10 5 m

Bài tập ví dụ 2. Cho biết khối lượng Trái đất là M = 6.1024 kg, khối lượng của một hòn đá là m = 2,3 kg, gia tốc rơi tự do là g = 9,81 m/s2. Hỏi hòn đá hút Trái đất với một lực bằng bao nhiêu? Giải:

Với vật có trọng lượng m= 2,3 kg thì Trái Đất tác dụng lên vật một trọng lực là :

P = m.g = 2,3.9,81 = 22,6 N.

Bài tập ví dụ 3. Theo định luật III Newton, hòn đá sẽ tác dụng lên Trái Đất một lực F = P = 22,6 N. Tìm khối lượng MT của mặt Trời từ các dự liệu của Trái Đất. Cho biết: Khoảng cách từ Trái Đất tới Mặt Trời R = 1,5.1011 (m); hằng số hấp dẫn G = 6,67.10-11 (N.m2/kg2). Giải:

Chu kỳ quay của Trái Đất xung quanh Mặt Trời là:

T = 365 ´ 24 ´ 3600 = 3,15.10 7 s

Từ công thức :

Þ M T =

= =2.10 30 kg.

2 . Theo Newton thì trọng lực mà TĐ tác dụng lên một vật là lực hấp dẫn giữa TĐ và vật đó. Nếu vật ở độ cao h so với mặt đất thì công thức tính lực hấp dẫn giữa TĐ và vật được viết như thế nào? Suy ra gia tốc rơi tự do g = ? Nếu h << R thì g = ? Có nhận xét gì về gia tốc rơi tự do của các vật ở gần mặt đất?

III – TRỌNG LỰC LÀ TRƯỜNG HỢP RIÊNG CỦA LỰC HẤP DẪN

Theo Niu-tơn thì trọng lực mà Trái Đất tác dụng lên một vật là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vật đó.

(1)

Trong đó, m là khối lượng của vật, h là độ cao của vật so với mặt đất, M và R là khối lượng và bán kính của Trái Đất. Mặt khác ta lại có:

P = mg (2)

– Từ (1) và (2) Þ

(11.2)

là gia tốc rơi tự do của vật ở độ cao h so với mặt đất.

Nếu h << R (vật ở gần mặt đất) thì:

(11.3)

Các công thức (11.2) và (11.3) cho thấy, gia tốc rơi tự do phụ thuộc độ cao nếu độ cao h khá lớn và là như nhau đối với các vật ở gần mặt đất (h << R). Các hệ quả này hoàn toàn phù hợp với thực nghiệm và là một bằng chứng về sự đúng đắn của định luật vạn vật hấp dẫn.

LỰC HẤP DẪN: Mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau với một lực gọi là lực hấp dẫn.

Định luật vạn vật hấp dẫn: Lực hấp đẫn giữa hai chất điểm bất kỳ tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

Trong đó:

G: hằng số hấp dẫn, bằng 6,67.10-11( )

Câu 1. Phát biểu và viết biểu thức định luật vạn vật hấp dẫn?

Câu 2. Nêu định nghĩa trọng tâm của vật?

11.1. Một vật khối lượng 1 kg, ở trên mặt đất có trọng lượng 10 N. Khi chuyển động tới một điểm cách tâm Trái Đất 2R (R là bán kính Trái Đất) thì nó có trọng lượng bằng bao nhiêu niu-tơn?

A. 1 N. C. 5 N.

B. 2,5 N. D. 10 N.

11.2. Hai xe tải giống nhau, mỗi xe có khối lượng 2,0.10 4 kg, ở cách xa nhau 40 m. Hỏi lực hấp dẫn giữa chúng bằng bao nhiêu phần trọng lượng P của mỗi xe? Lấy g= 9,8 m/s 2.

A. 34.10-10 P. C. 85.10-8 P.

B. 34.10-8 P. D. 85.10-12 P.

11.3. Một con tàu vũ trụ bay về hướng Mặt Trăng. Hỏi con tàu đó ở cách tâm Trái Đất bằng bao nhiêu lần bán kính Trái Đất thì lực hút của Trái Đất và của Mặt Trăng lên con tàu sẽ cân bằng nhau? Cho biết khoảng cách từ tâm Trái Đất đến tâm Mặt Trăng bằng 60 lần bán kính Trái Đất; khối lượng của Mặt Trăng nhỏ hơn khối lượng của Trái Đất 81 lần.

11.4. Tính gia tốc rơi tự do ở độ cao 3200 m và ở độ cao 3200 km so với mặt đất. Cho biết bán kính Trái Đất là 6400 km và gia tốc rơi tự do ở mặt đất là 9,80 m/s 2.

11.5. Tính trọng lượng của một nhà du hành vũ trụ có khối lượng 75 kg khi người đó ở

a) trên Trái Đất (g = 9,8 m/s 2).

b) trên Mặt Trăng (g = 1,7 m/s 2).

c) trên Kim tinh (g = 8,7 m/s 2).

d) trong khoảng không vũ trụ rất xa các thiên thể.

Chỉ khi đạt được tốc độ bay 7,9 km/s thì vệ tinh nhân tạo hay tàu vũ trụ mới không rơi trở lại mặt đất. Các con tàu lên mặt trăng cần có tốc độ 11,2 km/s, còn muốn bay tới các hành tinh khác tốc độ phải lớn hơn nữa. Làm thế nào để đạt tốc độ đó? Chỉ có tên lửa đẩy mới đảm đương nổi việc n ày.

Muốn làm cho một vật thể chuyển động với tốc độ 7,9 km/s để thoát khỏi sức hút của trái đất, đòi hỏi phải dùng một năng lượng lớn. Một vật nặng 1 g muốn thoát khỏi trái đất sẽ cần một năng lượng tương đương điện năng cần thiết để thắp sáng 1.500 bóng đèn điện 40 W trong 1 giờ.

Mặt khác, tên lửa bay được là nhờ vào việc chất khí phụt ra phía sau tạo nên một phản lực. Khí phụt ra càng nhanh, tên lửa bay càng chóng. Muốn đạt được tốc độ bay rất lớn, ngoài đòi hỏi phải có tốc độ phụt khí rất cao ra, còn phải mang theo rất nhiều nhiên liệu. Nếu tốc độ phụt khí là 4.000 m/s, để đạt được tốc độ thoát ly là 11,2 km/s thì tên lửa phải chứa một số nhiên liệu nặng gấp mấy lần trọng lượng bản thân.

Các nhà khoa học đã cố gắng giải quyết vấn đề này một cách thoả đáng. Làm sao để trong quá trình bay, cùng với sự tiêu hao nhiên liệu sẽ vứt bỏ được những bộ phận không cần thiết nữa, giảm nhẹ trọng lượng đang tiếp tục quá trình bay, nâng cao tốc độ bay. Đó chính là phương án sử dụng tên lửa nhiều tầng. Hiện nay phóng vệ tinh nhân tạo hoặc tàu vũ trụ vào không gian đều sử dụng loại tên lửa này.

Lợi về tốc độ, thiệt về nhiên liệu

Tên lửa nhiều tầng có ít nhất hai tên lửa trở lên, lắp liên tiếp nhau. Khi nhiên liệu ở tên lửa dưới cùng hết, nó tự động tách ra và tên lửa thứ hai lập tức được phát động. Khi tên lửa thứ hai dùng hết nhiên liệu, nó cũng tự động tách ra và tên lửa thứ ba tiếp đó được phát động… cứ như vậy sẽ làm cho vệ tinh hoặc tàu vũ trụ đặt ở tầng trên cùng đạt được tốc độ từ 7,9 km/s trở lên để bay quanh trái đất hoặc thoát khỏi trái đất.

Dùng tên lửa nhiều tầng tuy có thể giải quyết vấn đề bay trong vũ trụ nhưng tiêu hao nhiêu liệu rất lớn. Giả sử chúng ta dùng tên lửa 4 tầng để đưa tàu vào không gian, tốc độ phụt khí của mỗi tầng này là 2,5 km/s, tỷ lệ giữa trọng lượng nhiên liệu và vỏ là 4/1, như vậy muốn cho một con tàu nặng 30 kg ở tầng cuối đạt được tốc độ 12 km/s thì trọng lượng toàn bộ tên lửa và nhiên liệu khi bắt đầu phóng phải tới trên 1.000 tấn.

Ngày nay, các tàu không gian còn có thể được nâng lên bởi các tên lửa đẩy gắn ở bên sườn. Chẳng hạn thế hệ tàu Ariane 5.

(Theo 10 vạn câu hỏi vì sao)

Thí nghiệm Cavendisch – Phép cân T rái đất

Các nhà vật lý chơi trốn tìm

Khi tất cả các nhà Vật lý đã lên Thiên đàng, họ rủ nhau chơi trò “trốn tìm”. Không may vì “oẳn tù tì” thua nên Einstein phải làm người đi tìm.

Ông này bịt mắt và bắt đầu đếm từ 1 đến 100. Trong khi tất cả mọi người đều đi trốn thì chỉ có mình Newton ở lại. Newton vẽ 1 hình vuông mỗi chiều 1m ngay cạnh Einstein và đứng ở trong đó.

Einstein đếm đến 100 xong thì mở mắt ra và nhìn thấy Newton ngay trước mặt. Einstein lập tức reo lên: “Newton! Newton! đã tìm được Newton!”. Newton phản đối, ông ta tuyên bố rằng mình không phải Newton. Tất cả các nhà vật lý khác đều ra khỏi chỗ nấp và yêu cầu Newton chứng minh rằng ông không phải Newton. Làm sao đây ???!!!

Một lúc sau, Newton nói: “Tôi đang đứng trong 1 hình vuông diện tích 1m vuông. Điều đó có nghĩa tôi là một Newton trên 1 m vuông. Vì thế tôi là… Pascal.”

【#10】Những Nghiên Cứu Khoa Học Cho Thấy Định Luật Vạn Vật Hấp Dẫn Của Newton Có Thể Không Tồn Tại :: Blog Tâm Thức

nhung-nghien-cuu-khoa-hoc-cho-thay-dinh-luat-van-vat-hap-dan-cua-newton-co-the-khong-ton-tai

Định luật vạn vật hấp dẫn là định luật do nhà vật lý học Isaac Newton khám phá ra. Định luật này khẳng định mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau với một lực gọi là lực hấp dẫn. Theo đó, lực hấp dẫn giữa hai chất điểm bất kì tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

Định luật vạn vật hấp dẫn là một trong những định luật phổ biến nhất, nổi tiếng nhất. Ngay cả với những người không quan tâm tới vật lý hoặc không có kiến thức vật lý học cũng có thể biết đến định luật này. Chính vì sự phổ biến của nó mà rất nhiều người coi định luật này hiển nhiên là chân lý.

Tuy nhiên, như mọi người đã biết, Isaac Newton sinh năm 1643, mất năm 1727. Khi ấy, Châu Âu vẫn thuộc thời đại trung cổ, những thí nghiệm khoa học chịu rất nhiều hạn chế do thiếu phương tiện khoa học thực nghiệm, cũng như những kiến thức cần thiết.

Thí nghiệm rơi tự do

Đây là thí nghiệm rất nổi tiếng của Galileo Galilei, với thí nghiệm này Galileo đã làm sụp đổ một định luật của triết gia vĩ đại: Aristote, cũng như thay đổi quan niệm thông thường của người thời đó.

“Hai vật thể rơi tự nhiên từ cùng một độ cao có tốc độ rơi tỉ lệ thuận với trọng lượng của mỗi vật”. Nói cách khác thì trong các vật rơi từ cùng một độ cao, vật nào nặng hơn sẽ rơi nhanh hơn. Kết luận này đã được triết gia lớn thời cổ Hy Lạp là Aristote nêu ra, và trong một thời gian rất dài, điều này đã được tất cả mọi người coi là chân lí, không có một ai đặt nghi vấn. Tuy nhiên đến giữa thế kỉ XVI (năm 1589), chàng thanh niên mới 20 tuổi người Italia là Galileo đã đặt nghi vấn về vấn đề này.

Ông suy luận: dựa theo kết luận của Aristote, thì nếu chúng ta đem hai vật một nặng và một nhẹ buộc vào nhau, rồi cho rơi xuống từ một điểm cao thì có thể sản sinh ra hai kết quả tự mâu thuẫn với nhau. Một là hai vật thể được buộc vào nhau thì trọng lượng sẽ tăng lên, vì thế tốc độ rơi sẽ nhanh hơn tốc độ của vật nặng đơn nhất, hai là vì tốc độ rơi của vật nhẹ đơn nhất chậm, sẽ làm mất tác dụng một phần tốc độ của vật nặng đơn nhất. Như vậy tốc độ rơi của hai vật thể buộc vào nhau phải chậm hơn tốc độ của vật nặng đơn nhất”. Điều này thì hiển nhiên là không phù hợp với logic.

Galile còn làm thêm một thí nghiệm nữa trong chân không: ông thả rơi đồng thời một mảnh sắt và một cái lông vũ và phát hiện thấy tốc độ rơi của chúng bằng nhau.

Vậy là Galileo dũng cảm tuyên chiến với Aristote. Ông làm thí nghiệm trước công chúng trên cây tháp nghiêng ở thành phố Pixa của nước Italia. Ông lấy hai quả cầu bằng sắt to bằng nhau, nhưng một quả thì đặc, còn một quả thì rỗng, rồi từ trên tháp, hai tay ông đồng thời cho hai quả cầu ấy rơi xuống. Những người đến xem cuộc thí nghiệm đã kinh ngạc phát hiện thấy rằng hai quả cầu bằng sắt đã rơi xuống đất cùng một lúc. Bằng cách đó, Galileo đã tuyên bố với thế giới phát hiện quan trọng của ông: “Định luật rơi tự do”.

Việc Galileo phát hiện ra định luật rơi tự do đã bắt đầu nảy sinh từ chỗ ông hoài nghi lí luận có tính chất quyền uy của Aristote. Kinh nghiệm thành công của ông nói với chúng ta rằng: hoài nghi chính là khởi điểm của phát minh khoa học, chỉ khi nào dám mạnh dạn hoài nghi, nêu vấn đề thì mới có thể có tìm tòi mới, phát. hiện mới và sáng tạo mới.

Năm 2014, nhà vật lý học Brian Cox đã thực hiện lại thí nghiệm kinh điển này tại Phòng giả lập môi trường không gian của NASA ở Ohio, Mỹ. Căn phòng này rộng 30.5 mét, cao 37.2 mét, thể tích là 22,653 mét khối, đây là căn phòng chân không rộng nhất thế giới, để bơm không khí ra ngoài, hệ thống bơm phải hoạt động cật lực hơn 2 giờ đồng hồ.

Video thí nghiệm:

Qua video ta có thể nhận trong môi trường chân không, không có lực cản của không khí, quả bóng bowling và chiếc lông vũ rơi cùng vận tốc với nhau.

Với thí nghiệm trên Galile không chỉ làm sụp đổ định luật của triết gia Aristote mà còn khiến thuyết vạn vật hấp dẫn của Isaac Newton bị chao đảo.

Nếu căn cứ theo định luật vạn vật hấp dẫn của Newton, lực hấp dẫn giữa hai chất điểm bất kì tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

Theo thí nghiệm trên, khoảng cách từ quả tạ, chiếc lông ngỗng đến điểm đích là ngang nhau, nhưng quả tạ nặng hơn, như vậy, căn cứ theo định luật vạn vật hấp dẫn, quả tạ với trái đất sẽ sinh ra một lực hấp dẫn lớn hơn. Và điều gì sẽ xảy ra? Theo lý thuyết vạn vật hấp dẫn thì quả tạ sẽ phải rơi nhanh hơn chiếc lông ngỗng. Nhưng thực tế là chúng rơi xuống điểm đích cùng một thời điểm.

Phải chăng trong trường hợp này định luật vạn vật hấp dẫn của Newton là không chính xác?

Sự vận hành của vũ trụ, thiên hà, hành tinh không tuân theo định luật vạn vật hấp dẫn

Theo định luật vạn vật hấp dẫn của Newton, vạn vật trong vũ trụ, bao gồm các thiên hà và các hành tinh, vận hành nhờ lực hấp dẫn. Nhưng có một điểm yếu “chết người” ở đây là: khối lượng của các vật chất trong vũ trụ là không đủ “lực hấp dẫn” để duy trì sự ổn định của vũ trụ, nói cách khác, căn cứ theo định luật vạn vật hấp dẫn thì vũ trụ sẽ lập tức bị giải thể.

Theo nghiên cứu của các nhà khoa học, khối lượng vật chất trong vũ trụ chỉ đạt khoảng 5% khối lượng cần có để duy trì sự vận hành ổn định, vậy 95% khối lượng vật chất còn lại thì ở đâu? Các nhà khoa học đặt giả thiết rằng vật chất đó chính là “vật chất tối”, là vật chất mà con người chưa phát hiện ra.

Vật chất tối bắt đầu có tên trong tự điển thiên văn thế giới vào năm 1933, bởi nhà thiên văn Thụy Sĩ Fritz Zwicky.

Sau đó giới khoa học đã đầu tư nguồn lực đáng kể để xác định vật chât tối: trên không gian, mặt đất và tại CERN (Tổ chức Nghiên cứu hạt nhân châu Âu),… nhưng tất cả đều không thành công.

Bất chấp những nguồn lực khổng lồ đã được chi ra cho những nghiên cứu, chưa từng có lý thuyết hay quan sát nào có thể định nghĩa được loại “vật chất tối” là gì. Cho đến hiện nay vật chất tối vẫn là bí ẩn thách thức giới khoa học.

Như vậy thuyết vạn vật hấp dẫn của Newton có thể là một luận điểm rất chông chênh, bởi nó không đứng trên một căn cứ khoa học nào để lý giải cho sự vận hành ổn định của thiên hà và các tinh hệ bên trong nó.

Giả sử “vật chất tối” là có tồn tại thì thuyết vạn vật hấp dẫn cũng rất khó đứng vững. Bởi nếu thiên hà và các hành tinh được duy trì bởi những “lực hấp dẫn” ngẫu nhiên, thì các vật chất bên trong nó rất khó tạo một cân bằng động ổn định qua hàng tỉ năm như hiện nay, bất kỳ một sự di chuyển hay thay đổi nào cũng kéo theo những phản ứng dây chuyền khiến các hành tinh trở nên hỗn loạn. Chẳng hạn một hành tinh bị nổ tung, thì tất cả các hành tinh xung quanh nó phải điều chỉnh lại vị trí để cho phù hợp với “lực hấp dẫn” khi không còn lực hấp dẫn của hành tinh kia nữa, cứ như vậy dẫn đến tất cả các hành tinh trong hệ thiên hà phải điều chỉnh lại. Trong thực tế, điều này không xảy ra khi một hành tinh bị giải thể.

Các nhà vật lý tính toán rằng để sự sống có thể tồn tại, trọng lực và các định luật vật lý khác chi phối vũ trụ của chúng ta cần phải được điều chỉnh một cách vô cùng chính xác nếu không vũ trụ của chúng ta không thể tồn tại. Nếu tốc độ nở ra của vũ trụ chỉ cần yếu hơn một chút, trọng lực sẽ kéo tất cả các vật chất trở thành một “Vụ Co Lớn” (Big Crunch – là một giả thuyết về sự quy tụ của vũ trụ trở lại một điểm sau khi nó ngừng nở ra sau Vụ Nổ Lớn). Stephen Hawking viết:

“Nếu tốc độ nở ra một giây sau vụ nổ Big Bang mà nhỏ hơn kể cả một phần một trăm ngàn triệu triệu, vũ trụ sẽ tái sụp đổ trước khi nó có thể đạt tới kích thước hiện tại của nó “.

Trái lại, nếu tỷ lệ nở ra chỉ cần lớn thêm một phần nhỏ, tất cả các thiên hà, ngôi sao và các hành tinh có thể đã không bao giờ hình thành, và chúng ta sẽ không thể xuất hiện.

Rất nhiều nhà khoa học hiện này đã nghi ngờ thuyết vạn vật hấp dẫn của Newton. Các nhà khoa học cho rằng, trong vũ trụ hiện nay chắc chắn tồn tại một nguyên lý để duy trì sự ổn định xảo diệu của vũ trụ, nhưng đó không phải là thuyết vạn vật hấp dẫn. Nói theo cách của vật lý học thì lực hấp dẫn không phải là một lực tương tác cơ bản như chúng ta vẫn nghĩ hiện nay, thay vào đó có thể là nó được dẫn xuất từ một lực khác cơ bản hơn.

Vậy một lực nào cơ bản hơn lực hấp dẫn để có thể duy trì được sự ổn định của thiên hà?

Tiến sĩ Eric Verlinde, một nhà lý thuyết dây đáng kính và là tiến sĩ vật lý học tại Viện Vật lý Lý thuyết thuộc trường Đại học Amsterdam đã đưa ra một nhận định mới về lực hấp dẫn, cách tiếp cận của Verlinde cho rằng chúng ta không cần vật chất tối trong mọi hoàn cảnh, mà hãy suy nghĩ thêm về lực hấp dẫn.

Ông cho biết, lực hấp dẫn không phải một lực cơ bản của tự nhiên, nó là một hiện tượng – như nhiệt độ là hiện tượng được phát sinh từ sự chuyển động của các hạt vi mô. Nói cách khác, lực hấp dẫn là tác dụng phụ, không phải là nguyên nhân của những gì đang xảy ra trong vũ trụ.

Lý thuyết của Tiến sĩ Verlinde cho rằng lực hấp dẫn thực chất là lực entrôpi. Một vật chuyển động xung quanh các vật thể nhỏ khác sẽ làm thay đổi sự xáo trộn xung quanh các vật thể đó và sẽ cảm thấy như có lực hấp dẫn.

“Đối với tôi, lực hấp dẫn không hề tồn tại”, tiến sĩ Verlinde cho biết. “Từ lâu chúng tôi đã được biết lực hấp dẫn không tồn tại. Đã đến lúc phải nói lên điều đó.”

Ngoài ra còn một giả thuyết khác nghe có vẻ hợp lý hơn về sức mạnh đã duy trì sự tồn tại ổn định của vũ trụ, đó là tồn tại một Đấng Sáng Thế và vũ trụ chẳng qua là một “bản thiết kế” của Ngài.

Bản thân Newton cũng bày tỏ một cách nghiêm chỉnh: “Từ trật tự kỳ diệu của các thiên hệ, chúng ta không thể không thừa nhận những điều này chắc chắn được tạo nên bởi những sinh mệnh cao cấp toàn trí toàn năng… Vạn vật trong vũ trụ, tất nhiên là có một vị Thần toàn năng đang điều khiển và khống chế hết thảy.”

Các nhà sinh học phân tử khi nghiên cứu về mã hóa phức tạp trong DNA đã phải thừa nhận rằng vũ trụ và sự sống của chính nó dường như là một phần của một thiết kế lớn.

Các nhà vũ trụ học – những người chuyên nghiên cứu về vũ trụ và nguồn gốc của nó đã sớm nhận ra rằng vụ nổ vũ trụ sẽ giống như một vụ nổ hạt nhân, và không thể mang tới bất kể một sự sống nào trừ khi nó được thiết kế một cách chính xác để làm như vậy. Và điều đó có nghĩa rằng người thiết kế ra nó hẳn phải lên kế hoạch trước đó. Họ bắt đầu sử dụng những từ như “Đấng Tạo Hóa”, “Siêu Trí Tuệ” hay thậm chỉ là “Đấng Tối Cao” để mô tả về người thiết kế này.

Và nếu vũ trụ chỉ là một bản thiết kế của Đấng Sáng Thế thì hẳn ngài sẽ có cách để nó vận hành ổn định.

Nguồn:https://www.dkn.tv/khoa-hoc-cong-nghe/nhung-nghien-cuu-cho-thay-dinh-luat-van-vat-hap-dan-cua-newton-co-the-khong-ton-tai.html