Kho tàng tài liệu học tập phong phú.

Vật Lý 10 Cánh diều Bài 2: Một số lực thường gặp

– Gia tốc mà vật có được là do có lực tác dụng lên vật

– Một số ví dụ về vật chịu tác dụng đồng thời của nhiều lực

1.1. Vật chuyển động dưới tác dụng của các lực cân bằng và không cân bằng

– Lực tác dụng lên vật gây ra biến dạng hoặc làm biến đổi chuyển động của vật đó.

Hai người tác dụng lực để dịch chuyển cái tủ

– Hai lực nằm dọc theo một đường thẳng, ngược chiều, tác dụng vào cùng một vật và có độ lớn bằng nhau là hai lực cân bằng.

– Ví dụ: Hai lực cân bằng như hình dưới đây

Hai lực cân bằng

– Tác dụng của hai lực cân bằng lên vật triệt tiêu nhau. Ta nói lực tổng hợp của hai lực đó bằng không.

– Lực tổng hợp của các lực tác dụng lên vật được gọi là hợp lực.

– Lực tổng hợp của hai lực không cân bằng khác không và có hướng phụ thuộc vào hướng của hai lực thành phần

– Ví dụ: Lực không cân bằng như các hình sau

Hợp lực F = 100N > 0

=> Ô tô tăng tốc

Hợp lực F = -100N < 0

=> Ô tô chuyển động chậm dần

1.2. Một số lực thường gặp

1.2.1. Trọng lực

a. Trọng lực và trọng lượng

– Quan sát thí nghiệm dưới đây ta thấy các vật đều rơi về phía Trái đất

Trọng lực là lực hấp dẫn của Trái Đất tác dụng lên vật, đặt tại trọng tâm của vật và hướng thẳng đứng, chiều từ trên xuống như hình dưới đây

+ Điểm đặt: tại tâm quả táo

+ Phương: thẳng đứng

+ Chiều: từ trên xuống dưới

Biểu diễn trọng lực

Trọng lượng là độ lớn của lực gây ra gia tốc rơi tự do của vật: \(P = mg\)

Trong đó:

+ m là khối lượng (kg)

+ g là gia tốc trọng trường với g = 10m/s2

b. Trọng lượng và khối lượng

– Khối lượng của vật càng lớn thì trọng lượng của vật càng lớn nên gia tốc rơi tự do là như nhau tại một vị trí xác định.

– Khối lượng của một vật không thay đổi khi vật di chuyển đến các vị trí khác nhau. Tuy nhiên trọng lượng của vật thay đổi ở các vị trí khác nhau, vì gia tốc ở các vị trí khác nhau là khác nhau.

1.2.2. Lực ma sát

Lực ma sát là lực cản sự trượt hoặc lăn của vật này so với vật khác. Ví dụ như hình dưới đây

Lực ma sát

– Lực ma sát được chia thành: Lực ma sát trượt, lực ma sát lăn và lực ma sát nghỉ.

– Nếu một vật đang trượt trên bề mặt của một vật khác thì lực ma sát tác dụng ngược hướng với chuyển động trượt đó, đây là lực ma sát trượt.

– Nếu một vật đứng yên trên một bề mặt nhưng có xu hướng trượt theo một hướng nào đó thì lực ma sát sẽ tác dụng ngăn nó trượt theo hướng đó. Đây là lực ma sát nghỉ.

Lực ma sát cản trở chuyển động của thùng hàng

– Nguyên nhân gây ra lực ma sát giữa các bề mặt là do lực hút hay còn gọi là lực bám dính giữa vùng tiếp xúc của các bề mặt

– Lực ma sát trượt gần như không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc.

– Lực ma sát trượt tỉ lệ với lực ép vuông góc giữa các bề mặt lại với nhau.

– Tỉ số độ lớn của lực ma sát trượt Fms và độ lớn lực ép vuông góc N là không đổi:

\(\mu  = \frac{{{F_{ms}}}}{N}\)

– Lực ma sát nghỉ khi vật bắt đầu trượt gọi là lực ma sát nghỉ cực đại: \({F_{mst}} \le \,{F_{msn\,cuc\,dai}}\)

* Một số trường hợp ma sát có lợi và có hại trong thực tế

– Ma sát có hại: Trục bánh xe chuyển động: ma sát có hại, vì ma sát làm giảm độ trơn của trục bánh xe, khiến xe chuyển động khó khăn như hình dưới đây

Trục bánh xe chuyển động

– Ma sát có lợi:

+ Viết bảng ma sát có lợi, nếu không có ma sát thì không thể viết được chữ

+ Ô tô phanh gấp: ma sát có lợi, nếu không có ma sát thì ô tô khó có thể dừng được và không tránh được chướng ngại vật dẫn đến tai nạn

1.2.3. Lực cản của nước hoặc không khí

– Khi một vật chuyển động trong môi trường không khí hoặc trong nước, có ma sát giữa bề mặt vật đó với môi trường.

– Vật dồn không khí hoặc nước ra xung quanh khi nó chuyển động.

⇒ Những hiệu ứng này tạo nên lực cản của môi trường lên vật chuyển động.

Lực cản Fc của không khí lên ô tô đang chuyển động

– Lực cản luôn ngược hướng và có tác dụng cản trở chuyển động của vật.

1.2.4. Lực đẩy Archimedes (Ác – xi – mét)

– Mỗi vật ở trong chất lỏng hoặc chất khí đều chịu một lực nâng hướng lên trên. Lực nâng này được gọi là lực Archimedes

– Điểm đặt của lực này ở phần vật nằm trong chất lỏng hoặc chất khí.

– Độ lớn lực đẩy Archimedes bằng trọng lượng của phần chất lỏng hoặc chất khí mà vật chiếm chỗ.

Trọng lực P và lực đẩy Archimedes FA tác dụng lên vật trong chất lỏng

– Trạng thái nổi lên hay chìm xuống của vật ở trong nước phụ thuộc và chênh lệch độ lớn giữa trọng lực và lực đẩy Archimesdes tác dụng lên vật.

1.2.5. Lực căng dây

Lực căng dây T1, T2 tác dụng lên điểm treo và lên vật

– Khi kéo căng một sợi dây thì trong sợi dây xuất hiện lực căng có phương dọc theo dây, chiều chống lại xu hướng bị kéo dãn.

– Lực đàn hồi của lò xo là lực căng của lò xo.

– Hai lực nằm dọc theo một đường thẳng, ngược chiều, tác dụng vào cùng một vật và có độ lớn bằng nhau là hai lực cân bằng.

– Trọng lực là lực hấp dẫn của Trái Đất tác dụng lên vật. Trọng lực đặt vào trọng tâm của vật, có phương thẳng đứng, chiều hướng xuống, độ lớn gọi là trọng lượng và tính bằng P = mg.

– Lực ma sát luôn ngược hướng chuyển động.

– Vật chuyển động trong nước hoặc không khí chịu tác dụng lực cản của môi trường ngược hướng chuyển động.

– Lực đẩy Archimedes có xu hướng đẩy vật lên phía trên khối chất lỏng hoặc chất khí.

– Lực căng dây xuất hiện khi dây bị kéo căng, có phương dọc theo dây, chiều chống lại xu hướng bị kéo giãn. Lực đàn hồi của lò xo là lực căng của lò xo.

– Vật rơi nhanh dần dưới tác dụng của trọng lực thì lực cản của không khí cũng tăng dần. Khi lực cản cân bằng với trọng lực thì vật đạt tốc độ ổn định.