Phần I: CƠ HỌC
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.87 MB, 185 trang )
Bảng 1: CÁC ĐẠI LƯỢNG VÀ ĐƠN VỊ CƠ BẢN TRONG HỆ SI
Tên đại lượng
Ký hiệu
Tên đơn vị
Ký hiệu đơn vị
Chiều dài
L
Met
m
Khối lượng
M
Kilôgam
kg
Thời gian
T
Giây
s
Cường độ dòng điện
I
Ampe
A
Cường độ ánh sáng
J
Candela
cd
Nhiệt độ
O
Kelvil
K
Lượng vật chất
N
Mol
mol
2. Thứ nguyên
Các đơn vị dẫn xuất có thể được định nghĩa từ các đơn vị cơ bản dựa vào công
thức thứ nguyên. Thứ nguyên của một lại lượng vật lý là một biểu thức nêu lên sự phụ
thuộc của lại lượng đó vào các đại lượng cơ bản:
Thí dụ:
Ta ký hiệu thứ nguyên của vận tốc là:
hoặc thứ nguyên của gia tốc:
Từ đó suy ra đơn vị của vận tốc là m/s. Đơn vị của gia tốc là m/s2.
Nhờ giá trị thứ nguyên mà ta có thể kiểm tra lại sự đúng đắn khi viết các biểu
thức, công thức vật lý vì các số hạng của một tổng đại số phải có cùng thứ nguyên và
hai vế của cùng một biểu thức, một phương trình vật lý phải có cùng thứ nguyên.
Thí dụ: Công thức chu kỳ của con lắc
Thứ nguyên vế trái là T, của vế phải là
3
Như vậy hai vế cùng thứ nguyên.
4
Chương 1
ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM
1.1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1. Chất điểm và hệ chất điểm
Chất điểm là một vật có khối lượng, nhưng kích thước nhỏ không đáng kể so với
khoảng cách, những kích thước mà ta đang khảo sát.
Thí dụ: Khi chuyển động của một viên bi lăn trên mặt bàn, quả đất quay xung
quanh mặt trời... ta có thể coi viên bi, quả đất là những chất điểm. Hệ chất điểm là một
tập hợp các chất điểm:
Thí dụ: Vật rắn là một hệ chất điểm.
2. Hệ quy chiếu
Chuyển động của vật rắn (chất điểm) là sự chuyển dời vị trí của vật đó đối với
vật khác trong không gian và thời gian, ta phải chọn một vật khác mà ta quy ước đứng
yên làm mốc, gắn vào nó một hệ tọa độ và một cái đồng hồ, nhờ đó ta tìm được
khoảng cách từ vật đến vật làm mốc.
Vật được chọn làm mốc, cùng với hệ tọa độ và đồng hổ gắn liền với nó, dùng để
xác định vị trí của vật khác được gọi là hệ quy chiếu .
Một vật có thể chuyển động đối với hệ quy chiếu này nhưng có thể là đứng yên
so với hệ quy chiếu khác. Thí dụ: người trên máy bay đứng yên so với máy bay nhưng
lại chuyển động so với sân bay. Như vậy chuyển động, đứng yên chỉ có tính chất
tương đối, tùy thuộc vào hệ quy chiếu ta chọn.
3. Phương trình chuyển động của chất điểm
Vị trí của chất điểm M tại một thời điểm cho trước trong hệ tọa độ Đề Các Oxyz
r
được xác định bởi 3 tọa độ x, y, z hoặc bán kính véc tơ r kể từ gốc tọa độ O đến điểm
M (hình l.1).
5
Khi chất điểm chuyển động vị trí của nó thay đổi theo thời gian, nghĩa là các tọa
r
độ x, y, z hoặc véc tơ r là những hàm của thời gian:
x = x(r)
y = y(t)
z = z(t)
r
r
hoặc: r = r( t )
Các phương trình ( 1.1 ) và ( 1.2) gọi là các phương trình chuyền động của chất
điểm.
4. Quỹ đạo, quãng đường và véc tơ dịch chuyển
- Quỹ đạo là đường và chất điểm vạch ra khi chuyển động trong không gian. Để
xác định quỹ đạo, ta phải tìm phương trình quỹ đạo, đó là phương trình biểu diễn mối
quan hệ giữa các tọa độ của chất điểm. Muốn tìm phương trình quỹ đạo ta khử tham số
t trong các phương trình chuyển động (1.1).
- Quãng đường chuyển động của chất điểm Δs là độ dài của đoạn quỹ đạo mà
chất điểm vạch ra trong khoảng thời gian chuyển động Δt (hình l.1).
- Véc tơ dịch chuyển Δr = r - ro là véc tơ kể từ vị trí ban đầu đến vị trí cuối của
chất điểm trong khoảng thời gian chuyển động Δt. Từ hình 1.1, ta thấy:
Dịch chuyển Δr là đại lượng véc tơ biểu thị sự thay đổi vị trí của chất điểm, giá
trị của Δr có thể dương, âm hoặc bằng không, còn quãng đường Δs là đại lượng vô
hướng, luôn có giá trị dương.
1.2. VẬN TỐC
Để biểu thị cho phương chiều, và độ nhanh chậm của chuyển động, người ta
dùng đại lượng vật lý gọi là véc tơ vận tốc (gọi tắt là vận tốc).
1. Vận tốc trung bình
Xét một chất điểm m chuyển động. Giả sử tại thời điểm t1 chất điểm ở vị trí MO,
ứng với bán kính véc tơ r1 , tại thời điểm t2 chất điểm ở M, ứng với bán kính véc tơ r2 .
Như vậy, trong khoảng thời gian Δt = t2 – t1 chất điểm đã thực hiện dịch chuyển:
Theo định nghĩa vận tốc trung bình của chất điểm trong khoảng thời gian Δt là:
6
