![[Vật Lý 8] Chuyên đề: Cơ học 1782228410](/users/1615/26/38/12/smiles/1782228410.gif)
Posts
Points
ThankedI/ Chuyển động cơ học
- Chuyển động cơ học là vật chuyển động so với vật mốc (vị trí vật thay đổi so với vật mốc theo thời gian); sự chuyển động này mang tính tương đối, tuỳ vào vật mốc.
- Vận tốc được xác định bởi quãng đường đi được trong một đơn vị thời gian.
$v=\dfrac{s}{t}$
$v$: vận tốc
$s$: quãng đường đi được
$t$: thời gian đi hết quãng đường đó.
+ Vận tốc trung bình của chuyển động không đều (chuyển động có vận tốc thay đổi theo thời gian) xác định bởi công thức:
$v_{tb}=\dfrac{s_1+s_2+....+s_n}{t_1+t_2+...+t_n}$
- Để xác định một chuyển động, người ta chọn một vật mốc và một mốc thời gian. Khi vật chuyển động thẳng, ta chọn một trục toạ độ $Ox$ trùng với đường thẳng đó, gốc $O$ trùng với vật mốc. Khi đó mỗi vị trí của vật được đặc trưng bởi một toạ độ $x$ nhất định. Khi vật chuyển động, toạ độ vật thay đổi. Phương trình biểu thị sự thay đổi toạ độ theo thời gian được gọi là phương trình chuyển động. Có một số loại phương trình chuyển động thường gặp:
+ Chuyển động thẳng đều: $x=v.t+x_0$
+ Chuyển động biến đổi thẳng đều: $x=at^2+v_0.t+x_0$
II/ Lực tác dụng. Công - công suất
- Lực có thể làm thay đổi chuyển động hay làm biến dạng một vật. Lực là một đại lượng vector được biểu diễn bằng một mũi tên gồm những yếu tố: Gốc (điểm đặt lực), phương, chiều (trùng phương, chiều của lực) và cường độ (độ dài mũi tên).
+ 2 lực cân bằng có cùng điểm đặt lực, cùng phương và cường độ nhưng ngược chiều.
+ Khi lực tác dụng, vật không thể thay đổi vận tốc đột ngột vì có quán tính (trạng thái bảo toàn chuyển động của một vật).
+ Lực ma sát: Luôn có xu hướng ngược hướng, cản trở chuyển động. Có những loại ma sát đã biết: ma sát lăn, ma sát trượt và ma sát nghỉ.
- Công cơ học (công): thuật ngữ trên được sử dụng trong trường hợp có lực tác dụng vào vật làm vật chuyển đổi. Công phụ thuộc vào 2 yếu tố: lực tác dụng vào vật và quãng đường vật di chuyển, xác định bởi công thức:
$A=|\vec{F}|.|\vec{s}|.cos{\phi}$, trong đó:
$A$: Công (J, N.m)
$\vec{F}$: Lực tác dụng lên vật (N)
$\vec{s}$: Quãng đường vật dịch chuyển (m)
$\phi$: góc hợp bởi 2 vector $\vec{F}$ và $\vec{s}$.
(Lưu ý:
*Trong chương trình lớp 8, ta chỉ học $\vec{F}$ và $\vec{s}$ trùng nhau. Do đó, $\phi=0^o$. Mà: $cos{0^o}=1$, nên công thức mà ta học ở lớp 8 là: $A=|\vec{F}|.|\vec{s}|=F.s$.
*Ngoài ra, khi quãng đường vật di chuyển vuông góc với phương lực tác dụng lên vật, $\phi=90^o$. Mà: $cos{90^o}=0$, nên $A$=0)
- Công suất được xác định bởi công thực hiện được trên một đơn vị thời gian.
$P=\dfrac{A}{t}=\dfrac{|\vec{F}|.s.cos{\phi}}{t}=|\vec{F}|.v.cos{\phi}$
$P$: Công suất (W, J/s)
$A$: Công (J, N.m)
$t$: Thời gian thực hiện công (s)
$\vec{F}$: Lực tác dụng lên vật (N)
$\vec{s}$: Quãng đường vật dịch chuyển (m)
$\phi$: góc hợp bởi 2 vector $\vec{F}$ và $\vec{s}$
$v$: Vận tốc của vật (m/s)
- Khi vật có khả năng sinh công, ta nói vật có cơ năng, gồm những dạng sau:
+ Động năng: cơ năng vật chuyển động tạo nên, tỉ lệ thuận với khối lượng và vận tốc của vật.
+ Thế năng:
*Thế năng trọng trường: cơ năng vật phụ thuộc vào vị trí vật so với vị trí mốc để tính độ cao; tỉ lệ thuận với khối lượng vật và độ cao của vật so với vật mốc.
*Thế năng đàn hồi: cơ năng phụ thuộc vào độ biến dạng của vật.
+ Nhiệt năng: bằng tổng động năng của những nguyên tử cấu tạo nên vật, tỉ lệ thuận với nhiệt độ và khối lượng vật.
+ Cơ năng của một vật bằng tổng động năng, thế năng và nhiệt năng của nó.
- Một số lực thường gặp:
+ Trọng lực: lực hút của Trái Đất lên một vật, được xác định bởi công thức:
$P=m.g$
$P$: trọng lực của vật (N)
$m$: khối lượng của vật (kg)
$g$: gia tốc rơi tự do của vật (N/kg). Ở đây, ta lấy $g \approx 10$, nhưng lưu ý rằng gia tốc rơi tự do thay đổi tuỳ theo vị trí vật trên Trái Đất.
+ Lực đẩy Archimèdes: lực do chất lỏng tác dụng vào vật nằm trong lòng nó, có chiều ngược với trọng lực vật và cường độ bằng trọng lượng phần chất lỏng vật chiếm chỗ:
$F_A=m_{cl}.g=V_{cl}.d_{cl}.g=V_{cl}.D_{cl}$
$F_A$: lực đẩy Archimèdes (N)
$m_{cl}$: khối lượng chất lỏng vật chiếm chỗ (kg)
$g$: gia tốc rơi tự do của phần chất lỏng vật chiếm chỗ (N/kg)
$V_{cl}$: thể tích phần chất lỏng vật chiếm chỗ ($m^3$)
$d_{cl}$: khối lượng riêng của chất lỏng (kg/$m^3$)
$D_{cl}$: trọng lượng riêng của chất lỏng (N/$m^3$)
+ Lực ma sát.
III/ Tĩnh học. Các loại máy cơ đơn giản.
- Một vật đạt trạng thái cân bằng khi các lực tác dụng lên vật đó cân bằng nhau.
- Các loại máy cơ đơn giản đã biết:
+ Ròng rọc cố định: làm đổi phương tác dụng của lực.
+ Ròng rọc động: lợi 2 lần về lực và thiệt 2 lần về đường đi.
+ Đòn bẩy: lợi k lần về lực và thiệt k lần về đường đi.
+ Các loại máy cơ đơn giản không cho ta lợi về công. Lợi bao nhiêu lần về lực thì thiệt bấy nhiêu lần về đường đi và ngược lại (định luật về công). Thực tế, ta còn không thể tránh công hao phí do ma sát với môi trường, vì thế hiệu suất của một máy cơ được tính như sau:
$H=\dfrac{A_{ci}}{A_{tp}}.100%$
$H$: Hiệu suất của máy cơ (%)
$A_{ci}$: Công có ích (J)
$A_{tp}$: Công toàn phần (J)
IV/ Áp lực - Áp suất
- Áp lực là lực có phương vuông góc với mặt bị ép.
- Áp suất là áp lực trên một đơn vị diện tích, được xác định bởi công thức:
$p=\dfrac{F}{S}$
$p$: Áp suất (N/$m^2$, Pa)
$F$: Áp lực tác dụng lên bề mặt (N)
$S$: Diện tích bề mặt ($m^2$)
+ Trong chất lỏng, chất lỏng gây áp suất theo mọi phương lên mọi điểm trong bình và được xác định bởi công thức:
$p=d.h$
$p$: Áp suất chất lỏng tác dụng lên điểm A bất kì trong chất lỏng (N/$m^2$)
$d$: Trọng lượng riêng của chất lỏng (N/$m^3$)
$h$: Khoảng cách từ điểm A đến mặt thoáng của chất lỏng (m)
*Nguyên tắc bình thông nhau: trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, các mặt thoáng của chất lỏng ở các nhánh khác nhau đều ở cùng một độ cao (do tại cùng một độ sâu trong chất lỏng, áp suất chất lỏng luôn bằng nhau).
*Đối với máy thuỷ lực, ta có:
$p=\dfrac{F}{S}=\dfrac{f}{s} \Leftrightarrow \dfrac{F}{f}=\dfrac{S}{s}$
$p$: Áp suất chất lỏng trong máy thuỷ lực (N/$m^2$)
$F, f$: Lần lượt là áp lực tác dụng lên pistol (A), (a) (N)
$S, s$: Lần lượt là tiết diện của pistol (A), (a) ($m^2$)
+ Chất khí gây áp suất lên mọi phương.
*Áp suất khí quyển có thể đo được với đơn vị mmHg. Áp suất khí quyển giảm theo độ cao. Ở mặt đất, áp suất khí quyển là khoảng 760mmHg.
- Chuyển động cơ học là vật chuyển động so với vật mốc (vị trí vật thay đổi so với vật mốc theo thời gian); sự chuyển động này mang tính tương đối, tuỳ vào vật mốc.
- Vận tốc được xác định bởi quãng đường đi được trong một đơn vị thời gian.
$v=\dfrac{s}{t}$
$v$: vận tốc
$s$: quãng đường đi được
$t$: thời gian đi hết quãng đường đó.
+ Vận tốc trung bình của chuyển động không đều (chuyển động có vận tốc thay đổi theo thời gian) xác định bởi công thức:
$v_{tb}=\dfrac{s_1+s_2+....+s_n}{t_1+t_2+...+t_n}$
- Để xác định một chuyển động, người ta chọn một vật mốc và một mốc thời gian. Khi vật chuyển động thẳng, ta chọn một trục toạ độ $Ox$ trùng với đường thẳng đó, gốc $O$ trùng với vật mốc. Khi đó mỗi vị trí của vật được đặc trưng bởi một toạ độ $x$ nhất định. Khi vật chuyển động, toạ độ vật thay đổi. Phương trình biểu thị sự thay đổi toạ độ theo thời gian được gọi là phương trình chuyển động. Có một số loại phương trình chuyển động thường gặp:
+ Chuyển động thẳng đều: $x=v.t+x_0$
+ Chuyển động biến đổi thẳng đều: $x=at^2+v_0.t+x_0$
II/ Lực tác dụng. Công - công suất
- Lực có thể làm thay đổi chuyển động hay làm biến dạng một vật. Lực là một đại lượng vector được biểu diễn bằng một mũi tên gồm những yếu tố: Gốc (điểm đặt lực), phương, chiều (trùng phương, chiều của lực) và cường độ (độ dài mũi tên).
+ 2 lực cân bằng có cùng điểm đặt lực, cùng phương và cường độ nhưng ngược chiều.
+ Khi lực tác dụng, vật không thể thay đổi vận tốc đột ngột vì có quán tính (trạng thái bảo toàn chuyển động của một vật).
+ Lực ma sát: Luôn có xu hướng ngược hướng, cản trở chuyển động. Có những loại ma sát đã biết: ma sát lăn, ma sát trượt và ma sát nghỉ.
- Công cơ học (công): thuật ngữ trên được sử dụng trong trường hợp có lực tác dụng vào vật làm vật chuyển đổi. Công phụ thuộc vào 2 yếu tố: lực tác dụng vào vật và quãng đường vật di chuyển, xác định bởi công thức:
$A=|\vec{F}|.|\vec{s}|.cos{\phi}$, trong đó:
$A$: Công (J, N.m)
$\vec{F}$: Lực tác dụng lên vật (N)
$\vec{s}$: Quãng đường vật dịch chuyển (m)
$\phi$: góc hợp bởi 2 vector $\vec{F}$ và $\vec{s}$.
(Lưu ý:
*Trong chương trình lớp 8, ta chỉ học $\vec{F}$ và $\vec{s}$ trùng nhau. Do đó, $\phi=0^o$. Mà: $cos{0^o}=1$, nên công thức mà ta học ở lớp 8 là: $A=|\vec{F}|.|\vec{s}|=F.s$.
*Ngoài ra, khi quãng đường vật di chuyển vuông góc với phương lực tác dụng lên vật, $\phi=90^o$. Mà: $cos{90^o}=0$, nên $A$=0)
- Công suất được xác định bởi công thực hiện được trên một đơn vị thời gian.
$P=\dfrac{A}{t}=\dfrac{|\vec{F}|.s.cos{\phi}}{t}=|\vec{F}|.v.cos{\phi}$
$P$: Công suất (W, J/s)
$A$: Công (J, N.m)
$t$: Thời gian thực hiện công (s)
$\vec{F}$: Lực tác dụng lên vật (N)
$\vec{s}$: Quãng đường vật dịch chuyển (m)
$\phi$: góc hợp bởi 2 vector $\vec{F}$ và $\vec{s}$
$v$: Vận tốc của vật (m/s)
- Khi vật có khả năng sinh công, ta nói vật có cơ năng, gồm những dạng sau:
+ Động năng: cơ năng vật chuyển động tạo nên, tỉ lệ thuận với khối lượng và vận tốc của vật.
+ Thế năng:
*Thế năng trọng trường: cơ năng vật phụ thuộc vào vị trí vật so với vị trí mốc để tính độ cao; tỉ lệ thuận với khối lượng vật và độ cao của vật so với vật mốc.
*Thế năng đàn hồi: cơ năng phụ thuộc vào độ biến dạng của vật.
+ Nhiệt năng: bằng tổng động năng của những nguyên tử cấu tạo nên vật, tỉ lệ thuận với nhiệt độ và khối lượng vật.
+ Cơ năng của một vật bằng tổng động năng, thế năng và nhiệt năng của nó.
- Một số lực thường gặp:
+ Trọng lực: lực hút của Trái Đất lên một vật, được xác định bởi công thức:
$P=m.g$
$P$: trọng lực của vật (N)
$m$: khối lượng của vật (kg)
$g$: gia tốc rơi tự do của vật (N/kg). Ở đây, ta lấy $g \approx 10$, nhưng lưu ý rằng gia tốc rơi tự do thay đổi tuỳ theo vị trí vật trên Trái Đất.
+ Lực đẩy Archimèdes: lực do chất lỏng tác dụng vào vật nằm trong lòng nó, có chiều ngược với trọng lực vật và cường độ bằng trọng lượng phần chất lỏng vật chiếm chỗ:
$F_A=m_{cl}.g=V_{cl}.d_{cl}.g=V_{cl}.D_{cl}$
$F_A$: lực đẩy Archimèdes (N)
$m_{cl}$: khối lượng chất lỏng vật chiếm chỗ (kg)
$g$: gia tốc rơi tự do của phần chất lỏng vật chiếm chỗ (N/kg)
$V_{cl}$: thể tích phần chất lỏng vật chiếm chỗ ($m^3$)
$d_{cl}$: khối lượng riêng của chất lỏng (kg/$m^3$)
$D_{cl}$: trọng lượng riêng của chất lỏng (N/$m^3$)
+ Lực ma sát.
III/ Tĩnh học. Các loại máy cơ đơn giản.
- Một vật đạt trạng thái cân bằng khi các lực tác dụng lên vật đó cân bằng nhau.
- Các loại máy cơ đơn giản đã biết:
+ Ròng rọc cố định: làm đổi phương tác dụng của lực.
+ Ròng rọc động: lợi 2 lần về lực và thiệt 2 lần về đường đi.
+ Đòn bẩy: lợi k lần về lực và thiệt k lần về đường đi.
+ Các loại máy cơ đơn giản không cho ta lợi về công. Lợi bao nhiêu lần về lực thì thiệt bấy nhiêu lần về đường đi và ngược lại (định luật về công). Thực tế, ta còn không thể tránh công hao phí do ma sát với môi trường, vì thế hiệu suất của một máy cơ được tính như sau:
$H=\dfrac{A_{ci}}{A_{tp}}.100%$
$H$: Hiệu suất của máy cơ (%)
$A_{ci}$: Công có ích (J)
$A_{tp}$: Công toàn phần (J)
IV/ Áp lực - Áp suất
- Áp lực là lực có phương vuông góc với mặt bị ép.
- Áp suất là áp lực trên một đơn vị diện tích, được xác định bởi công thức:
$p=\dfrac{F}{S}$
$p$: Áp suất (N/$m^2$, Pa)
$F$: Áp lực tác dụng lên bề mặt (N)
$S$: Diện tích bề mặt ($m^2$)
+ Trong chất lỏng, chất lỏng gây áp suất theo mọi phương lên mọi điểm trong bình và được xác định bởi công thức:
$p=d.h$
$p$: Áp suất chất lỏng tác dụng lên điểm A bất kì trong chất lỏng (N/$m^2$)
$d$: Trọng lượng riêng của chất lỏng (N/$m^3$)
$h$: Khoảng cách từ điểm A đến mặt thoáng của chất lỏng (m)
*Nguyên tắc bình thông nhau: trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, các mặt thoáng của chất lỏng ở các nhánh khác nhau đều ở cùng một độ cao (do tại cùng một độ sâu trong chất lỏng, áp suất chất lỏng luôn bằng nhau).
*Đối với máy thuỷ lực, ta có:
$p=\dfrac{F}{S}=\dfrac{f}{s} \Leftrightarrow \dfrac{F}{f}=\dfrac{S}{s}$
$p$: Áp suất chất lỏng trong máy thuỷ lực (N/$m^2$)
$F, f$: Lần lượt là áp lực tác dụng lên pistol (A), (a) (N)
$S, s$: Lần lượt là tiết diện của pistol (A), (a) ($m^2$)
+ Chất khí gây áp suất lên mọi phương.
*Áp suất khí quyển có thể đo được với đơn vị mmHg. Áp suất khí quyển giảm theo độ cao. Ở mặt đất, áp suất khí quyển là khoảng 760mmHg.