TÓM TẮT

Điều quan trọng nhất khi nghiên cứu chuyển động là cần phải biết phương trình chuyển động của vật. Các định luật học của Niu-tơn giúp ta làm điều ấy. Khi biết khối lượng m của vật và lực tác dụng lên vật thì từ định luật II Niu-tơn ta tìm được gia tốc của chuyển động :

=

Bằng cách lấy tích phân theo thời gian biểu thức của gia tốc ta tìm được vận tốc của chuyển động :

=

Lấy tích phân theo thời gian một lần nữa ta tìm được phương trình chuyển động :

=

Như vậy, về nguyên tắc chỉ cần áp dụng các định luật động lực học của Niu-tơn là ta có thể giải được các bài toán động lực học.

Nguyên lý tương đối Galilê khẳng định rằng các hiện tượng cơ học xảy ra như nhau trong các hệ qui chiếu quán tính. Do đó, nhiều khi để cho thuận tiện thay vì xét bài toán cơ học trong hệ qui chiếu quán tính này ta có thể xét bài toán trong một hệ qui chiếu quán tính khác mà kết quả thu được vẫn là như nhau.

Trong các hệ qui chiếu không quán tính có hai hệ qui chiếu mà ta thường hay gặp trong thực tế là :

-Hệ qui chiếu chuyển động thẳng có gia tốc.

-Hệ qui chiếu quay.

Nói một cách chính xác hệ qui chiếu quả đất mà chúng ta đang sống có đủ các đặc điểm của hai loại hệ qui chiếu không quán tính trên. Tuy nhiên trong điều kiện nhất định ta có thể xem hệ qui chiếu quả đất là hệ qui chiếu gần quán tính và có thể áp dụng các định luật của Niu-tơn.

-Trong hệ qui chiếu chuyển động thẳng với gia tốc thì mọi vật ở trong hệ qui chiếu đó ngoài các lực thực c̣n chịu tác dụng của một lực ảo gọi là lực quán tính :

qt = -m

Lực quán tính luôn hướng ngược chiều với chiều của gia tốc của hệ qui chiếu.

-Trong hệ qui chiếu quay xuất hiện hai loại lực quán tính :

+ Lực quán tính ly tâm lt = mcó cùng độ lớn như lực hướng tâm nhưng có chiều ngược lại, tức là hướng từ tâm quay ra ngoài. Lực quán tính ly tâm tác dụng lên mọi vật trong hệ qui chiếu quay.

+ Nếu vật chuyển động trong hệ qui chiếu quay thì ngoài lực quán tính ly tâm nó còn chịu thêm lực tác dụng của lực quán tính Coriolis.

c = -2m(o´ ’)

Trong quá trình chuyển động của vật có những đại lượng vật lý luôn giữ nguyên giá trị không thay đổi theo thời gian. Các đại lượng đó được gọi là các đại lượng bảo toàn.

Nếu vật hay hệ vật bị cô lập (tức không chịu tác dụng của ngoại lực) thì động lượng và mômen động lượng của vật hay hệ vật là các đại lượng bảo toàn. Trường hợp vật hay hệ vật chịu tác dụng của các lực xuyên tâm thì mômen động lượng của chúng bảo toàn.

Động năng của một vật là năng lượng mà vật có được khi nó chuyển động

K = mv2

Định lư động năng nói rằng công làm dịch chuyển chất điểm trên một đoạn đường bất kỳ của quĩ đạo bằng độ tăng của động năng của chất điểm trên đoạn đường đó.

Thế năng của một vật là năng lượng mà vật đó có được khi tương tác với các vật chung quanh hoặc khi vật nằm trong một trường lực. Hàm thế năng phụ thuộc vào vị trí tương đối của vật do đó nó không phải là một hàm đơn trị : hàm thế năng được xác định sai kém một hằng số. Tuy nhiên điều này không ảnh hưởng đến kết quả tính toán vì trong thực tế ta chỉ gặp hiệu thế năng giữa hai vị trí trong trường nên khi tính toán thì hằng số trên sẽ biến mất.

Gốc để tính thế năng có thể lựa chọn tùy ý do đó trong khi tính toán ở các trường hợp cụ thể ta có thể lựa chọn gốc thế năng sao cho các phép tính toán đơn giản nhất.

Định lư thế năng nói rằng công làm dịch chuyển chất điểm trên một đoạn đường nào đó trong trường thế thì bằng độ giảm của thế năng của vật trên đoạn đường đó.

Trường thế là một trường lực mà trong đó công làm dịch chuyển chất điểm giữa hai vị trí đầu và cuối chỉ phụ thuộc vào các vị trí đó mà không phụ thuộc vào dạng của đường đi (quĩ đạo) của chất điểm.

Cơ năng của một vật là tổng của động năng K và thế năng U của nó :

E = K + U

Định luật bào toàn cơ năng nói rằng nếu vật chuyển động trong trường thế thì cơ năng của nó là một đại lượng bảo toàn.

Trong trường thế giữa lực và thế năng có hệ thức : = -

Vật ở trạng thái cân bằng ổn định thì thế năng của nó là cực tiểu.