I. Các lực cân bằng và không cân bằng
|
|
Hai lực cân bằng |
Hai lực không cân bằng |
|
Phương, chiều |
Cùng phương, ngược chiều |
Cùng phương, ngược chiều |
|
Điểm đặt |
Cùng điểm đặt |
Cùng điểm đặt |
|
Độ lớn |
Cùng độ lớn |
Khác độ lớn |
|
Hợp lực |
Bằng 0 |
Khác 0 |
II. Trọng lực
1. Trọng lực
- Xét các hình ảnh sau:
Nhận xét: Quả táo và quả bóng đều rơi hướng thẳng xuống đất.
- Chuyển động rơi của quả táo và quả bóng giống như chuyển động rơi tự do, chúng có gia tốc rơi tự do không đổi \(\overrightarrow g \)
- Các vật đều có xu hướng rơi xuống mặt đất do chịu tác dụng của lực hấp dẫn. Và trọng lực là trường hợp riêng của lực hấp dẫn.
- Khái niệm: Trọng lực là lực hấp dẫn do Trái Đất tác dụng lên vật.
- Kí hiệu: \(\overrightarrow P \)
- Đặc điểm: Phương thẳng đứng, chiều hướng về tâm Trái Đất.
- Điểm đặt của trọng lực là Trọng tâm của vật.
- Độ lớn: \(P = mg\)với m là khối lượng của vật, g là gia tốc rơi tự do.
2. Trọng lượng và khối lượng
- Khi vật đứng yên trên Trái Đất, trọng lượng của vật bằng độ lớn của trọng lực tác dụng lên vật:
\(P = mg\)
- Trọng lượng của vật thay đổi khi đặt vật ở những vị trí khác nhau, có gia tốc rơi tự do thay đổi.
- Khối lượng là số đo lượng chất của vật, vì vậy khối lượng của vật không đổi khi ta đặt vật ở vị trí khác.
III. Lực ma sát
I - LỰC MA SÁT NGHỈ
- Sự xuất hiện của lực ma sát nghỉ:
Lực ma sát nghỉ \(({\overrightarrow F _{m{\rm{s}}n}})\) chỉ xuất hiện khi có ngoại lực tác dụng lên vật. Ngoại lực này có xu hướng làm cho vật chuyển động nhưng chưa đủ để thắng lực ma sát.
- Đặc điểm của lực ma sát nghỉ:
\({\overrightarrow F _{m{\rm{s}}n}}\) có:
+ Giá: luôn nằm trong mặt tiếp xúc giữa hai vật
+ Chiều: ngược chiều với ngoại lực
+ Độ lớn: \({F_{m{\rm{s}}n}} \le {\mu _n}N\)
(\({\mu _n}\)- hệ số ma sát nghỉ, N - độ lớn của áp lực do A nén lên B hoặc phản lực pháp tuyến do B tác dụng lên A)
II - LỰC MA SÁT TRƯỢT
- Sự xuất hiện của lực ma sát trượt:
Lực ma sát trượt \(({\overrightarrow F _{m{\rm{st}}}})\) xuất hiện ở mặt tiếp xúc khi hai vật trượt trên bề mặt của nhau.
- Đặc điểm của lực ma sát trượt:
\({\overrightarrow F _{m{\rm{st}}}}\) có:
+ Phương, chiều: luôn cùng phương, ngược chiều với vận tốc tương đối của vật ấy với vật kia.
+ Độ lớn: \({F_{m{\rm{st}}}} = {\mu _t}N\) (\({\mu _n}\)- hệ số ma sát trượt)
- Trong một số trường hợp: \({\mu _n} \approx {\mu _t}\)
- \({\mu _t}\) hầu như không phụ thuộc vào diện tích mặt tiếp xúc mà phụ thuộc vào tính chất của các mặt tiếp xúc (có nhẵn hay không, làm bằng vật liệu gì)
IV. Lực ma sát trong cuộc sống
Lực ma sát có tác dụng cản trở chuyển động của vật, nhưng đôi khi mang đến nhiều ứng dụng hữu ích trong cuộc sống
Ví dụ:
Ma sát nghỉ giúp chúng ta có thể di chuyển vững trên đường.
Ma sát nghỉ giúp bút có thể viết được trên giấy
Que diêm ma sát với bìa nhám của hộp diêm là ứng dụng của ma sát trượt
V. Lực cản của chất lưu
- Lực cản tương tự như lực ma sát về xu hướng cản trở chuyển động.
- Khi vật chuyển động trong môi trường không khí hoặc nước, có ma sát giữa bề mặt vật đó và môi trường, mặt khác, vật đó cùng dồn nước/không khí ra xung quanh khi nó di chuyển. Những xu hướng đó gây ra lực cản.
- Lực cản luôn ngược hướng và có tác dụng cản trở chuyển động của vật.
- Lực cản của chất lưu ( không khí, nước ) phụ thuộc vào hình dạng và tốc độ của vật.
- Có thể làm giảm độ lớn của lực cản nếu vật có hình dạng phù hợp.
VI. Lực nâng của chất lưu
Khi vật chuyển động trong nước hay trong không khí thì ngoài lực cản ( của không khí, nước) vật còn chịu tác dụng của lực nâng.
- Ví dụ về lực nâng:
- Ý nghĩa của lực nâng của chất lưu:
Máy bay có thể di chuyển trong không khí
Tàu thuyền có thể nổi và di chuyển trên mặt nước
Khinh khí cầu bay lơ lửng trên không trung
Nhiều sinh vật bay lượn được dễ dàng
Khi vật rơi trong chất lưu dưới tác dụng của trọng lực và lực cản của chất lưu ( nước, không khí ) thì đến một lúc nào đó vật sẽ đạt tới vận tốc giới hạn và chuyển động đều với vận tốc này.
- Lực đẩy Archimedes
Lực đẩy Archimedes là trường hợp riêng của lực nâng vật đứng yên trong chất lưu
+ Khái niệm:
Lực đẩy Archimedes tác dụng lên vật có điểm đặt tại vị trí trùng với trọng tâm của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ.
+ Đặc điểm: phương thẳng đứng, chiều từ dưới lên, độ lớn bằng trọng lượng phần chất lỏng bị chiếm chỗ.
+ Công thức:
\({F_A} = \rho gV\)
Trong đó:
\({F_A}\): lực đẩy Archimedes (N)
\(\rho \): khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m3)
Khối lượng riêng \(\rho \) là đại lượng được xác định bằng khối lượng m của vật tạo thành chất đó trên một đơn vị thể tích V của vật. Có công thức: \(\rho = \dfrac{m}{V}\). Đơn vị là kg/m3
V: phần thể tích chất lỏng bị vật chiếm chỗ (m3)
VII. Lực căng
- Dùng hai tay kéo một sợi dây thì ở mọi điểm, ở hai đầu dây đều xuất hiện lực chống lại sự kéo đó, lực này gọi là lực căng.
- Với lò xo, khi kéo dãn, trên lò xo cũng sẽ xuất hiện lực có xu hướng để lò xo trở lại hình dạng ban đầu. Lực này là lực đàn hồi, hay cũng là lực căng của sợi dây.
Lực căng là lực do sợi dây tác dụng vào vật xuất hiện khi dây bị kéo căng, lò xo bị dãn.
- Đặc điểm:
Phương trùng với phương sợi dây
Điểm đặt là điểm mà đầu dây tiếp xúc với vật
Chiều ngược với chiều của lực do vật kéo dãn dây.
