I. 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.
II. Lực ma sát nghỉ
Lực ma sát nghỉ là lực ma sát tác dụng lên mặt tiếp xúc của hai vật, ngăn không cho vật chuyển động trên bề mặt khi mà vật chịu tác dụng của lực song song với bề mặt. Khi lực tác dụng có độ lớn đạt tới một giá trị nhất định thì vật bắt đầu chuyển động.
Đặc điểm:
Có điểm đặt trên vật và ngay tại vị trí tiếp xúc của hai bề mặt.
Phương tiếp tuyến và ngược chiều với xu hướng chuyển động của vật,
Độ lớn: bằng độ lớn của lực tác dụng gây ra xu hướng chuyển động của vật
III. Lực ma sát trượt
Lực ma sát trượt xuất hiện khi vật trượt trên bề mặt một vật khác.
- Ví dụ: Bánh xe trượt trên đường khi hãm phanh đột ngột.
- Đặc điểm:
Điểm đặt trên vật và ngay tại vị trí tiếp xúc của hai bề mặt
Phương tiếp tuyến
Chiều ngược với chiều chuyển động
- Biểu diễn:
- Công thức tính:
Hệ số ma sát trượt: là tỉ số giữa độ lớn của lực ma sát trượt \({F_{m{\rm{s}}}}\)và áp lực N, được kí hiệu là \(\mu \).
Hệ số ma sát trượt \(\mu \) phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của hai mặt tiếp xúc.
Công thức tính lực ma sát trượt:
\({F_{m{\rm{s}}}} = \mu N\)
trong đó N là áp lực
Độ lớn của lực ma sát trượt
+ Không phụ thuộc và diện tích tiếp xúc và tốc độ chuyển động của vật
+ Phụ thuộc vào vật liệu và tính chất của hai bề mặt tiếp xúc
+ Tỉ lệ với độ lớn của áp lực giữa hai bề mặt tiếp xúc
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 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.
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. Khối lượng riêng
Khối lượng riêng của một chất là khối lượng của một đơn vị thể tích chất đó.
\(\rho = \dfrac{m}{V}\)
với m(kg) là khối lượng của chất, V(m3) là thể tích chất đó, \(\rho \) là khối lượng riêng
Đơn vị của khối lượng riêng trong hệ SI là kg/m3
VIII. Áp suất
- Áp lực là lực tác động lên diện tích bề mặt của một vật hay lực ép vuông góc với mặt chịu lực đó.
- Đại lượng đặc trưng cho tác dụng của áp lực ta dùng khái niệm áp suất. Độ lớn bằng áp lực chia cho diện tích bị ép:
\(p = \dfrac{{{F_N}}}{S}\)
- Kí hiệu áp suất là p, đơn vị gọi là Paxcan (N/m2 )
IX. Áp suất chất lỏng
- Công thức tính áp suất chất lỏng:
\(p = {p_a} + \rho gh\)
trong đó:
\(\rho \) là khối lượng riêng của chất lỏng
g là gia tốc trọng trường
h là độ sâu của chất lỏng
- Phương trình cơ bản của chất lưu đứng yên:
\(\Delta p = \rho g\Delta h\)
