Bài giảng môn Vật lí Lớp 10 - Bài 13: Lực ma sát (Chuẩn kiến thức)

Lực hướng tâm và lực quán tính li tâm.hiện tượng tăng, giảm, mất trọng lượng 
1. Lực hướng tâm và lực quán tính li tâm 
a. Lực hướng tâm 
b. Lực quán tính li tâm 
2. Hiện tượng tăng , giảm, mất trọng lượng 
a. Khái niệm về trọng lực, trọng lượng 
b. Sự tăng, giảm, mất trọng lượng 
4/25/2022 
1 
Pham Hien - Luc quan tinh li tam 
1. Lực hướng tâm và lực quán tính li tâm 
a. Lực hướng tâm. 
* Lực gây ra gia tốc hướng tâm cho vật chuyển động tròn đều gọi là lực hướng tâm 
- Biểu thức: 
- Ta có 
.Thay vào biểu thức lực hướng tâm ta được: 
. 
O 
F ht 
a ht 
4/25/2022 
2 
Pham Hien - Luc quan tinh li tam 
Ví dụ về lực hướng tâm 
-khi dây buộc vào vật và quay chậm, dây quét thành một mặt nón, 
+ ví dụ 1 . 
O 
Q 
P 
F ht 
-hợp lực của lực căng và trọng lực là lực hướng tâm 
4/25/2022 
3 
Pham Hien - Luc quan tinh li tam 
+ ví dụ 2 . 
- Một vật đặt trên một cái bàn quay. Nếu bàn quay không quá nhanh, vật sẽ cùng quay với bàn. 
F msn 
N 
P 
O 
- Khi đó lực F msn giữa vật và bàn là lực hướng tâm 
4/25/2022 
4 
Pham Hien - Luc quan tinh li tam 
- Mặt trăng hoặc các vệ tinh nhân tạo quay quanh trái đất. Lực hấp dẫn giữa trái đất và các vật đó là lực hướng tâm. 
+Ví dụ 3 . 
F hd 
g 
Trái đất 
Mặt trăng 
4/25/2022 
5 
Pham Hien - Luc quan tinh li tam 
+ ví dụ 4 
O 
R 
F ht 
Q 
P 
- Khi ô tô chuyển động qua một khúc quanh hoặc đường vòng , m ặt đường thường làm nghiêng vào bên trong 
- Hợp lực của trọng lực và phản lực của mặt đường là lực hướng tâm 
4/25/2022 
6 
Pham Hien - Luc quan tinh li tam 
- Khi một vật chuyển động tròn đều, hợp lực của các lực tác dụng lên vật là lực hướng tâm 
* Nhận xét: 
4/25/2022 
7 
Pham Hien - Luc quan tinh li tam 
- Xét ví dụ vật trên bàn quay, trong hệ quy chiếu quán tính gắn với mặt đất, vật có gia tốc hướng tâm do lực ma sát gây ra 
b. Lực quán tính li tâm. 
- Trong hệ quy chiếu Oxyz gắn với bàn( Oz là trục quay) thì vật đang ở trạng thái cân bằng 
- Ta coi rằng vật chịu tác dụng của lực quán tính 
- Lực này có chiều hướng ra xa tâm O nên gọi là lực quán tính li tâm 
F q 
N 
O 
P 
F msn 
z 
x 
y 
N 
O 
F msn 
P 
4/25/2022 
8 
Pham Hien - Luc quan tinh li tam 
- độ lớn: Lực quán tính li tâm có cùng độ lớn với lực hướng tâm 
- Ta biết P, N cân bằng với nhau, nếu bàn quay không quá nhanh, F msn và F q cân bằng nhau, vật đứng yên so với mặt bàn 
- Nếu tốc độ góc của bàn đủ lớn, F q thắng lực ma sát nghỉ cực đại khiến vật bị trượt ra xa tâm quay 
4/25/2022 
9 
Pham Hien - Luc quan tinh li tam 
2. Hiện tượng tăng, giảm và mất trọng lượng 
a. Khái niệm về trọng lực, trọng lượng 
- Định nghĩa trọng lực: Trọng lực của một vật là hợp lực của lực hấp dẫn mà Trái đất tác dụng lên vật và lực quán tính li tâm xuất hiện do sự quay của Trái đất quanh trục của nó 
- Biểu thức: 
- Trọng lượng: Trọng lượng của một vật là độ lớn của trọng lực của vật ấy 
P 
F q 
F hd 
O 
R 
r 
4/25/2022 
10 
Pham Hien - Luc quan tinh li tam 
* Chú ý: 
- Lực F q << F hd , nên nếu không cần độ chính xác cao ta có thể bỏ qua lực F q , khi đó P = F hd và hệ qui chiếu gắn với Trái đất được coi là hệ quy chiếu quán tính 
- Ta thấy F q thay đổi theo vĩ độ nên P cũng thay đổi theo vĩ độ. Đó là nguyên nhân dẫn tới sự giảm dần của gia tốc rơi tự do từ địa cực tới xích đạo 
O 
R 
P 
F q 
F hd 
r 
4/25/2022 
11 
Pham Hien - Luc quan tinh li tam 
b.Sự tăng, giảm và mất trọng lượng 
- Nếu ta treo vật vào một lưc kế, lực kế sẽ chỉ giá trị P’ 
- Khi đó hợp lực tác dụng lên vật là: P’ = P + F qt 
+ P’ gọi là trọng lực biểu kiến 
- độ lớn P’ gọi là trọng lượng biểu kiến của vật 
P 
F qt 
P’ 
a 
- Xét vật trong thang may chuyển động với gia tốc a so với mặt đất 
- Lực tác dụng: P và F qt 
4/25/2022 
12 
Pham Hien - Luc quan tinh li tam 
ta thấy P’ > P tức là người đó đè lên sàn thang máy một lực lớn hơn trọng lượng thật (mg). Đó là hiện tượng tăng trọng lượng 
* Khi một người đứng trong buồng thang máy chuyển động với gia tốc a hướng lên trên 
F qt 
P 
P’ 
a 
độ lớn của trọng lượng biểu kiến là: P’ = P + F qt = m(g+a) 
a 
4/25/2022 
13 
Pham Hien - Luc quan tinh li tam 
* Nếu thang máy chuyển động có gia tốc a hướng xuống 
- Trọng lượng biểu kiến có giá trị: P’ = P – F qt = m(g-a) 
a 
F qt 
P 
P’ 
- ta thấy P’ < P . Đó là hiện tượng giảm trọng lượng 
a 
4/25/2022 
14 
Pham Hien - Luc quan tinh li tam 
* Nếu thang máy có gia tốc a = g (thang rơi tự do) 
F qt 
P 
g 
- khi đó P’ = 0, người đó sẽ không đè lên sàn thang máy nữa. 
- Đó là hiện tượng mất trọng lượng 
4/25/2022 
15 
Pham Hien - Luc quan tinh li tam 
* Ví dụ về hiện tượng không trọng lượng 
 - Một con tàu vũ trụ chuyển động tròn đều quanh tráI đất( động cơ tàu không hoạt động, bỏ qua ma sát của khí quyển). 
F qt = - ma = - mg 
-Nhờ lực hấp dẫn của trái đất mà con tàu có gia tốc hướng tâm a ht = g. Vì thế, con tàu, nhà du hành và cả những vật trong con tàu còn chịu tác dụng của lực quán tính: 
F q 
F hd 
g 
Do đó: P = F hd + F qt = 0 
4/25/2022 
16 
Pham Hien - Luc quan tinh li tam 
Khi đó các nhà du hành vũ trụ sẽ không còn cảm thấy mình đè lên sàn tàu một lực nào nữa và có thể tự do “bay lượn” trong khoang tàu. Đó là trạng thái mất trọng lượng biểu kiến trên tàu vũ trụ: Trạng thái “không trọng lượng” 
4/25/2022 
17 
Pham Hien - Luc quan tinh li tam 
O 
Q 
P 
F ht 
. 
O 
F ht 
a ht 
4/25/2022 
18 
Pham Hien - Luc quan tinh li tam