I. Các dạng bài tập về chuyển động của hệ vật
I - LÝ THUYẾT
- Nếu các vật trong hệ liên kết với nhau bằng dây nối không dãn, nhẹ thì các vật trong hệ chuyển động với cùng một gia tốc:
\(\overrightarrow a = \dfrac{{\overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} + ...}}{{{m_1} + {m_2} + ...}}\)
Trong đó: \({F_1};{F_2}\) là ngoại lực tác dụng lên các vật trong hệ
- Nếu các vật liên kết với nhau bằng ròng rọc cần chú ý:
+ Đầu dây luồn qua ròng rọc động đi được quãng đường s thì vật treo vào trục ròng rọc đi được quãng đường là \(\dfrac{s}{2}\), vận tốc và gia tốc cũng theo tỉ lệ đó.
+ Nếu hệ gồm hai vật chồng lên nhau thì khi có chuyển động tương đối ta cần khảo sát từng vật riêng lẻ, khi không có chuyển động tương đối ta coi hai vật là một vật có khối lượng bằng tổng khối lượng của hai vật khi khảo sát.
II - CÔNG THỨC CỘNG GIA TỐC
\(\overrightarrow {{a_{13}}} = \overrightarrow {{a_{12}}} + \overrightarrow {{a_{23}}} \)
Trong đó:
+ \({a_{13}}\): gia tốc tuyệt đối (gia tốc của vật so với hệ quy chiếu đứng yên)
+ \({a_{12}}\): gia tốc tương đối (gia tốc của vật so với hệ quy chiếu chuyển động)
+ \({a_{23}}\): gia tốc kéo theo (gia tốc của hệ quy chiếu chuyển động so với hệ quy chiếu đứng yên)
II. Phương pháp giải bài tập ba định luật Newton
PHƯƠNG PHÁP CHUNG
- Vận dụng định nghĩa về các định luật Niutơn
Bài tập định luật I Niutơn
\(\overrightarrow F = 0 \Rightarrow \overrightarrow a = 0\):
Suy ra: v = 0 (đứng yên) hoặc v không đổi (chuyển động thẳng đều).
Nếu vật chịu tác dụng của nhiều lực thì \(\overrightarrow F = \overrightarrow {{F_{hl}}} = \overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} + ... + \overrightarrow {{F_n}} \)
Bài tập định luật II Niutơn
- Xác định gia tốc hay lực, áp dụng biểu thức định II - Niutơn: \(F = ma\)
- Phân tích lực, vận dụng định luật II - Niutơn
Các bước giải:
- Bước 1: Phân tích các lực tác dụng vào vật
- Bước 2: gắn hệ trục tọa độ, chọn chiều dương
- Bước 3: Tính toán các yêu cầu của đề bài
Bài tập định luật III Niutơn
- Công thức vận dụng định luật III - Niutơn
\(\begin{array}{l}{\overrightarrow F _{12}} = - {\overrightarrow F _{21}} \to {m_1}\overrightarrow {{a_1}} = - {m_2}\overrightarrow {{a_2}} \\ \leftrightarrow {m_1}\frac{{\overrightarrow {{v_1}} - \overrightarrow {{v_{01}}} }}{{\Delta t}} = - {m_2}\frac{{\overrightarrow {{v_2}} - \overrightarrow {{v_{02}}} }}{{\Delta t}}\end{array}\)
Trong đó:
- \({v_1},{v_{01}}\): lần lượt là vận tốc của vật m1 trước và sau va chạm
- \({v_2},{v_{02}}\): lần lượt là vận tốc của vật m2 trước và sau va chạm
PHƯƠNG PHÁP ĐỘNG HỌC
Bước 1: Chọn vật (hệ vật) khảo sát.
Bước 2: Chọn hệ quy chiếu gắn với vật (cụ thể hóa bằng hệ trục tọa độ vuông góc; trục tọa độ Ox luôn trùng với phương chiều chuyển động, trục tọa độ Oy vuông góc với phương chuyển động).
Bước 3: Xác định các lực và biểu diễn các lực tác dụng lên vật trên hình vẽ (phân tích lực có phương không song song hoặc vuông góc với bề mặt tiếp xúc).
Bước 4: Viết phương trình hợp lực tác dụng lên vật theo định luật II Niutơn.
\(\overrightarrow {{F_{hl}}} = \sum\limits_{i = 1}^n {\overrightarrow {{F_i}} } = \overrightarrow {{F_1}} + \overrightarrow {{F_2}} + ... + \overrightarrow {{F_n}} = m\overrightarrow a \) (*)
Bước 5: Chiếu phương trình (*) lên các trục tọa độ Ox, Oy:
\(\left\{ \begin{array}{l}Ox:{F_{1{\rm{x}}}} + {F_{2{\rm{x}}}} + ... + {F_{n{\rm{x}}}} = ma\left( 1 \right)\\Oy:{F_{1y}} + {F_{2y}} + ... + {F_{ny}} = 0\left( 2 \right)\end{array} \right.\)
PHƯƠNG PHÁP CHIẾU
- Nếu lực vuông góc với phương chiếu thì độ lớn đại số của F trên phương đó bằng 0
- Nếu lực song song với phương chiếu thì độ lớn đại số của F trên phương chiếu đó bằng:
+ Trường hợp 1: F cùng hướng với chiều dương phương chiếu:
+ Trường hợp 2: F ngược hướng với chiều dương phương chiếu:
Giải phương trình (1) và (2) ta được các đại lượng cần tìm.
