Vật lý - Chương II: Cơ hoc chât điêm va vât răn

CHƯƠNG I. CƠ HỌC CHẤT ĐIỂM VÀ VẬT RẮN §1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM §2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM §3. CÔNG VÀ NĂNG LƯỢNG §4. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN 12/11/2014 11:06 SA §1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM 12/11/2014 11:06 SA 12/11/2014 11:06 SA §1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM I – Một số khái niệm 1. Chuyển động cơ học và hê ̣ quy chiếu (HQC) • Chuyển động cơ học: là sự thay đổi vị trí của vật này đối với vật khác hoặc sự thay đổi vị trí giữa các phần của vật đối với nhau. • HQC: Vật (hệ vật) coi là đứng yên dùng làm mốc để xác định vị trí của các vật trong không gian. 2. Chất điểm • Một vật được coi là chất điểm chỉ khi kích thước của nó không đáng kể so với những khoảng không gian ta xem xét. • Hệ chất điểm: là tập hợp gồm nhiều chất điểm. K/n chất điểm, chuyển động hay đứng yên chỉ mang tính chất tương đối. 12/11/2014 11:06 SA §1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM 3. Véctơ tọa độ và phương trình chuyển động (PTCĐ) Xét một chất điểm c/đ so với mốc O. Tại thời điểm t, chất điểm ở vị trí M trong không gian. O M r Trong hệ tọa độ Đề-các vuông góc Oxyz z X y (1). . .x i y j z kr    2 2 2 (2)x yr z   Véc-tơ vẽ từ mốc O đến vị trí M gọi là véc-tơ tọa độ của chất điểm c/đ, kí hiệu OM r 12/11/2014 11:06 SA §1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM * Phương trình chuyển động (PTCĐ): r z x yO M ( ) ( ) (3) ( ) x x t y y t z z t      Khi chất điểm c/đ, vị trí của nó thay đổi theo thời gian, do đó: Suy ra( )r r t Phương trình chuyển động (3) cho ta mối liên hệ giữa tọa độ và thời gian của chất điểm c/đ. 12/11/2014 11:06 SA §1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM 4. Qũy đạo và phương trình qũy đạo là đường mà chất điểm vạch ra khi chuyển động trong không gian * Quỹ đạo chuyển động: biểu diễn mối quan hệ giữa các tọa độ không gian của chất điểm. * Phương trình qũy đạo: f ( x, y, z ) = 0 (4) 12/11/2014 11:06 SA §1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM Ví dụ: Khử t trong PTCĐ: 2 2 2 2 2 2 .cos (t) y .sin (t) x a a     Chất điểm c/đ có PTCĐ là: Hãy tìm PTQĐ và cho biết hình dáng quỹ đạo. .cos( ) .sin( ) x a t y a t    Vậy: chất điểm c/đ theo quỹ đạo tròn, bán kính là a. 2 2 2x y a  a 12/11/2014 11:06 SA §1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM 5. Tọa độ cong (hoành độ cong) + Xét chất điểm chuyển động trên đường cong (C). Để xđ vị trí của chất điểm trên đường cong ta làm như sau: Chọn chiều dương (theo chiều c/đ). Chọn một điểm mốc Mo . Tại thời điểm t, chất điểm ở vị trí M. M (C) + Mo Như vậy, vị trí của chất điểm được xđ bởi độ dài cung s được gọi là tọa độ cong của chất điểm c/đ. 0M M s Khi c/đ, vị trí của chất điểm thay đổi theo thời gian nên: s = s (t) (5) => PTCĐ viết theo tọa độ cong. Ví dụ: dạng s = 2t => c/đ thẳng đều. s = 1 + 3t + t2 => c/đ thẳng nhanh dần đều. 12/11/2014 11:06 SA §1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM II. Vận tốc và gia tốc 1. Vận tốc Xét một chất điểm c/đ so với mốc O: Tại thời điểm t chất điểm ở vị trí M , Tại thời điểm t’ chất điểm ở vị trí M’ , r ,r M’ M O r ,r Sau khoảng t/g: thì ,t t t   , r r r   (1)tb r v t    r t   tbvKhi đó: Tỷ số gọi là véc tơ vận tốc trung bình, kí hiệu r  Vận tốc trung bình 12/11/2014 11:06 SA §1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM tbv* Đặc điểm của là: r+ Có phương và chiều của + Độ lớn: tb r v t    M’ M O r 'r r * Ý nghĩa: cho ta biết phương chiều và mức độ nhanh chậm trung bình của chuyển động trong cả khoảng thời gian tbv t 5,4m/h 5,4km/h 913 km/h 300 000 km/s §1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM 12/11/2014 11:06 SA 12/11/2014 11:06 SA §1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM  Vận tốc tức thời tb r v t    tỉ số tiến dần đến giá trị vận tốc tại vị trí M ở thời điểm t. Như vậy: + Xét khoảng thời gian vô cùng nhỏ, , M’ M , , khi đó, 0t  ' 'MM MM M’ M O r 'r r v 0 (2)lim t r dr v t dt       Vận tốc chuyển động của chất điểm là đại lượng được xác định bằng đạo hàm véctơ tọa độ của chất điểm theo thời gian. 12/11/2014 11:06 SA §1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM + Nhận xét: M ’ M O r 'r r v Điểm đặt: tại vị trí xét Phương: tiếp tuyến với quỹ đạo tại điểm xét Chiều: cùng chiều chuyển động Độ lớn: v dr v dt  Av Bv A B Đơn vị trong hệ SI: mét/giây (m/s) 12/11/2014 11:06 SA §1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM Đơn vị: mét/giây (m/s)  Vận tốc trong hệ tọa độ Đề-các x y zv v i v j v k       , ,x y z dx dy dz v v v dt dt dt   Đặt: ( ) dr d dx dy dz v x i y j z k i j k dt dt dt dt dt             Ta có: 2 2 2 x y zv v v v   Độ lớn: 12/11/2014 11:06 SA §1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM Ví dụ: Xét bài toán chuyển động ném xiên trong hệ tọa độ Oxy 12/11/2014 11:06 SA §1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM  Gia tốc trung bình Xét một chất điểm chuyển động trên quỹ đạo cong 'vTại thời điểm t’, chất điểm ở vị trí M’, c/đ với vận tốc vTại thời điểm t, chất điểm ở vị trí M, c/đ với vận tốc Sau , vận tốc biến thiên lượng 't t t   'v v v   'M M v 'v v (1)tb v a t    Khi đó: Ý nghĩa: Gia tốc trung bình đặc trưng cho sự biến thiên trung bình của véc-tơ vận tốc trong cả khoảng thời gian t 2. Gia tốc 12/11/2014 11:06 SA §1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM  Gia tốc tức thời Xét khoảng thời gian vô cùng nhỏ, khi đó , gia tốc trung bình tiến đến chỉ giá trị gia tốc tức thời tại thời điểm t. 0t  0 (2)lim t v dv a t dt      Gia tốc là đại lượng đặc trưng cho sự biến thiên vận tốc, được xác định bằng đạo hàm bậc nhất vận tốc của chất điểm (hay đạo hàm bậc hai của véctơ tọa độ) theo thời gian. + Trong hệ SI, đơn vị tính là: m/s2 'M M v 'v v 12/11/2014 11:06 SA §1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM  Gia tốc trong hệ tọa độ Đề-các (v ) yx z x y z dvdv dvdv d a i v j v k i j k dt dt dt dt dt               . . . 3x y za a i a j a k     2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 ( ) ( ) ( ) 4x y z d x d y d z a a a a dt dt dt       ; ; yx z x y z dvdv dv a a a dt dt dt   Đặt: Suy ra: 12/11/2014 11:06 SA §1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM  Gia tốc tiếp tuyến và gia tốc pháp tuyến ana taXét một chất điểm c/đ trên quỹ đạo cong, véc-tơ vận tốc có thể thay đổi cả về hướng và độ lớn. (3)t na a a  v 'v Để đặc trưng cho sự thay đổi của vận tốc, ta đưa ra hai thành phần gia tốc: Gia tốc tiếp tuyến Gia tốc pháp tuyến  2 2 4t na a a  12/11/2014 11:06 SA §1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM thành phần gia tốc tiếp tuyến Phương tiếp tuyến với quỹ đạo Chiều - Khi c/đ là nhanh dần - Khi c/đ là chậm dần Độ lớn ta ta v ta v t dv a dt  Ý nghĩa: Gia tốc tiếp tuyến đặc trưng cho sự thay đổi vê ̀ độ lớn của véctơ vận tốc. 12/11/2014 11:06 SA §1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM thành phần gia tốc pháp tuyến Phương Vuông góc với tiếp tuyến quỹ đạo Chiều Hướng vào phía lõm quỹ đạo (hướng tâm) Độ lớn na 2 n v a R  Ý nghĩa: Gia tốc pháp tuyến (còn gọi là gia tốc hướng tâm) đặc trưng cho sự thay đổi vê ̀ phương của véctơ vận tốc. 12/11/2014 11:06 SA §1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM 3. Vận tốc góc và gia tốc góc  Vận tốc góc + Xét chất điểm chuyển động trên quỹ đạo tròn bán kính R + Tại thời điểm t chất điểm ở vị trí M Tại thời điểm t’ chất điểm ở vị trí M’ S  R M M’ Sau khoảng t/g , chất điểm đi được được cung đương ứng bán kính R quét được góc 2 1t t t   S  Khi đó: Tỷ số: được gọi là tốc độ góc trung bình: t   (1)tb t      12/11/2014 11:06 SA §1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM + Xét khoảng thời gian vô cùng nhỏ, , khi đó tốc độ góc tức thời là: 0t  0 (2)lim t d t dt          Tốc độ góc có giá trị bằng đạo hàm bậc nhất của góc quét theo thời gian. + Đơn vị trong hệ SI là Radian/giây (rad/s) * Biểu diễn véc tơ vận tốc góc   v  R 12/11/2014 11:06 SA §1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM * Liên hệ giữa vận tốc dài và vận tốc góc . dS d R dt dt   .v R v R  ' .MM S R     S  R M M’ . S R t t       xét khi ∆t→0 thì: Dạng véc tơ: Ta có:  Tích hữu hướng v  R 12/11/2014 11:06 SA §1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM * Chú ý: Với chuyển động tròn đều còn một sô ́ khái niệm: + Chu kỳ: Là thời gian mà chất điểm chuyển động được 1 vòng tròn +Tần sô ́: Là đại lượng đặc trưng cho tính tuần hoàn của chuyển động và được xác định bằng sô ́ chu kỳ trong 1 đơn vị thời gian. 2 (s)T    1 f (Hz) 2T     12/11/2014 11:06 SA §1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM  Gia tốc góc '     0 lim t d t dt          Giả sử trong khoảng thời gian ∆t = t’– t vận tốc góc biến thiên lượng: t   tbTỷ số được gọi là gia tốc góc trung bình 0t Xét khoảng thời gian vô cùng nhỏ, , khi đó: Gia tốc góc có giá trị bằng đạo hàm của vận tốc góc theo thời gian. Đơn vị trong hệ SI là Radian/giây2 (rad/s2) 12/11/2014 11:06 SA §1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM Biểu diễn véc-tơ gia tốc góc: gia tốc góc Phương Nằm trên trục của quỹ đạo Chiều - Khi quay nhanh dần - Khi quay chậm dần Độ lớn      d dt    d dt    12/11/2014 11:06 SA §1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM * Liên hệ giữa gia tốc góc và gia tốc dài Ta có gia tốc tiếp tuyến: ( . ) .t dv d R d a R R dt dt dt        ta R Dạng véctơ: Gia tốc pháp tuyến:   22 2 . .n Rv a R R R       ta R   ta R 12/11/2014 11:06 SA §1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM V. Một sô ́ dạng chuyển động cơ đặc biệt 1. Chuyển động thẳng biến đổi đều + + 2. Chuyển động tròn biến đổi đều + + t dv a a const dt    0 .t dS v v a t dt    2 0 0 1 . . 2 S S v t a t   const  0 .t    2 2 0 2tv v aS  2 0 0 1 . . 2 t t     2 2 0 2t    §2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM 12/11/2014 11:06 SA 12/11/2014 11:06 SA §2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM Isaac Newton (1643-1727) 12/11/2014 11:06 SA §2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM “ Một chất điểm cô lập nếu đang đứng yên thì sẽ tiếp tục đứng yên, nếu đang chuyển động thì chuyển động là thẳng đều ”. Nếu không chịu lực nào tác dụng (cô lập) chịu các lực t/d cân bằng 0F  Thì đứng yên c/đ thẳng đều onsv c t Bảo toàn trạng thái Quán tính I. Các định luật Niu-tơn (Newton) 1. Định luật I Niu-tơn (định luật quán tính) 12/11/2014 11:06 SA §2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM 2. Định luật II Niu-tơn “ Trong một hệ quy chiếu quán tính, véctơ gia tốc của chất điểm chuyển động tỷ lệ thuận với lực tác dụng và tỷ lệ nghịch với khối lượng của chất điểm”.  1 F a m Biểu thức của đ/luật II: Được gọi là PT cơ bản của ĐLH chất điểm + Trường hợp tổng quát: Nếu chất điểm chịu tác dụng của nhiều lực, khi đó là tổng hợp của tất cả các lực tác dụng lên chất điểm:F 1 2 nF F F F   12/11/2014 11:06 SA §2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM Nhận xét: Nếu cùng lực t/d biến đổi ít quán tính lớn biến đổi nhiều quán tính nhỏ F m a v    m a v    Khi vật c/đ trên đường cong: ta na a t na a a  . . .t nm a m a m a  t nF F F  tF F nF Luôn chịu lực hướng tâm 2. n ht m v F F R   Ví dụ: 12/11/2014 11:06 SA 12/11/2014 11:06 SA §2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM 3. Định luật III Niu-tơn “ Khi chất điểm 1 tác dụng lên chất điểm 2 một lực thì ngược lại chất điểm 2 sẽ tác dụng lên chất điểm 1 một lực cùng phương, ngược chiều và có cùng độ lớn với ”. 12F 21F 12F 1 221F 12F 1 221F 12F 12 21 12 21 (4)0F F F F     Lực tác dụng Phản lực + là cặp lực trực đối; + cùng xuất hiện và mất đi đồng thời; + cùng bản chất; + không triệt tiêu lẫn nhau. 12/11/2014 11:06 SA §2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM Ví dụ: 12/11/2014 11:06 SA §2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM * Ý nghĩa: + đặc trưng cho chuyển động về mặt động lực học. + đặc trưng cho khả năng truyền chuyển động của vật. II. Động lượng 1. Khái niệm động lượng Động lượng là đại lượng được xác định bằng tích số giữa khối lượng và vận tốc chuyển động của chất điểm. (1).p m v* Biểu thức: 12/11/2014 11:06 SA §2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM Phát biểu: Đạo hàm của véc tơ động lượng theo thời gian bằng tổng hợp các lực tác dụng lên chất điểm. 2. Định lý về động lượng a. Định lý Thiết lập: Giả thiết t/d lực vào chất điểm m, theo đ/l II Niu-tơn: F F a m  ( . )dv d m v d p F ma m dt dt dt        2 dp F dt Suy ra 12/11/2014 11:06 SA §2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM b. Định lý 2 + Từ định lý 1: + Lấy tích phân hai vế của biểu thức trên trong khoảng thời gian từ ứng với sự biến thiên của véc tơ động lượng từ . .dt d p F d p F dt    1 2t t 1 2p p 2 2 2 1 1 1 2 1 p t t p t t d p Fdt p p Fdt      2 1 (3) t t p Fdt   xung lượng của lựcbiến thiên động lượng 12/11/2014 11:06 SA §2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM 3. Định luật bảo toàn động lượng + Xét hệ cô lập gồm 2 chất điểm tương tác với nhau, theo đ/luật III Niu-tơn: 12 21 0F F  + Theo định lý 1 động lượng ta có: 2 1 12 21; d p d p F F dt dt   1 2 0 d p d p dt dt   1 2( ) 0 d p p dt    1 2 (4)p p const  Suy ra: 12/11/2014 11:06 SA §2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM +Tổng quát: Nếu hệ cô lập gồm n chất điểm tương tác với nhau, tổng các nội lực trong hệ bằng không , thì: 1 2 (5)np p p const   Vậy: Tổng động lượng của một hệ chất điểm cô lập được bảo toàn. Chú ý: Với hệ chất điểm không cô lập, lực tổng hợp tác dụng lên hệ khác không, nhưng theo một phương nào đó mà tổng hợp lực tác dụng lên hệ bằng không thì thành phần động lượng của hệ theo phương đó được bảo toàn. Đó là định luật bảo toàn động lượng theo phương. chẳng hạn : nếu Fx = 0 thì px = const. Giải thích các hiện tượng: §2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM 12/11/2014 11:06 SA 12/11/2014 11:06 SA §2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM III. Nguyên lý tương đối Ga-li-lê (Gallileo) 1. Phát biểu nguyên lý  Các hiện tượng, các quá trình cơ học đều xảy ra giống nhau trong các HQC quán tính.  Mọi HQC chuyển động thẳng đều so với hệ quy chiếu quán tính cũng là hệ quy chiếu quán tính.  Các phương trình động lực học đều có dạng giống nhau trong các HQC quán tính . Galileo Galille (1564-1642, Italy) 12/11/2014 11:06 SA §2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM O X Z Y O’ X’ Z’ Y’ 2. Phép biến đổi Ga-li-lê về tọa độ và thời gian Xét hai HQC quán tính: hệ O’X’Y’Z’ (hệ O’) chuyển động thẳng đều dọc theo trục OX với vận tốc không đổi Vx sao cho OX // O’X’; OY // O’Y’; OZ // O’Z’. hệ OXYZ đứng yên (hệ O), Giả sử ở thời điểm ban đầu hai hai hệ trùng nhau. Trên mỗi hệ quy chiếu gắn một đồng hồ. 12/11/2014 11:06 SA §2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM O X Z Y O’ X’ Z’ Y’ M x z y x’ z’ y’ Xét một chất điểm c/đ trong không gian tại vị trí M: trong hệ O: M(x, y, z, t) trong hệ O’: M(x’, y’, z’, t’) Theo quan điểm của Niu-tơn, thời gian trôi trong hai hệ là như nhau, tức là t = t’ . Về tọa độ không gian giữa hai hệ: x = x’ + OO’ = x’ + Vx t y = y’ z = z’ Vậy, mối liên hệ về không gian và thời gian trong 2 HQC QT là: x = x’ + Vx t y = y’ z = z’ t = t’ 12/11/2014 11:06 SA §2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM O X Z Y O’ X’ Z’ Y’ Mở rộng: Nếu hệ O’ c/đ thẳng đều trong không gian với vận tốc so với hệ O đứng yên.onsV c t Gọi ; ' ' ; OO'OM r O M r R   Xét c/đ của một chất điểm tại điểm M. Ta có:  OO' ' ' *OM O M r R r     Lấy đạo hàm (*) theo thời gian:   ' ' ** dr dR dr v V v dt dt dt      Lấy đạo hàm (**) theo thời gian:   ' ' *** dv dV dv a a dt dt dt     M ' ' dv dV dv a A a dt dt dt      §2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM 3. HQC không quán tính – Lực quán tính Giả sử hệ O’ chuyển động có gia tốc A so với hệ O đứng yên. Khi đó hệ quy chiếu O’ là HQC không quán tính. Ta có: Nhân cả hai vế với khối lượng của chất điểm: . . . ' . ( . ) . 'm a m A m a m a m A m a      'qtF F F Suy ra: 12/11/2014 11:06 SA 12/11/2014 11:06 SA §2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM + Lực quán tính luôn luôn cùng phương và ngược chiều với gia tốc của hệ quy chiếu không quán tính. .qtF m A  Nhận xét: + Khi chất điểm chuyển động trong hệ quy chiếu không quán tính nó còn chịu thêm lực quán tính + Lực quán tính chỉ xuất hiện trong hệ quy chiếu không quán tính. + Nếu chất điểm đặt trong hệ quy chiếu c/đ cong có gia tốc hướng tâm (pháp tuyến) , thì nó bị lực quán tính t/dụng hướng ra xa tâm nên gọi là lực li tâm: 2 . .lt n v F m a m R   12/11/2014 11:06 SA §2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM §3. CÔNG VÀ NĂNG LƯỢNG 12/11/2014 11:06 SA §3. CÔNG VÀ NĂNG LƯỢNG I. Công và công suất 1. Công cơ học Giả sử dưới tác dụng của lực chất điểm chuyển dời từ vị trí (1) đến vị trí (2). Lực thực hiện công A. F (1) (2) Xét trong sự chuyển dời ds vô cùng ngắn, có thể coi là thẳng và lực không đổi, thì công vi phân là: (1). .ds.cos .SdA F ds F F ds   Nhận xét: 90 0:o dA    Lực thực hiện công âm. 90 0:o dA    Lực thực hiện công phát động. 90 0:o dA    Lực không thực hiện công. F ds sF  12/11/2014 11:06 SA §3. CÔNG VÀ NĂNG LƯỢNG Công toàn phần là:           2 2 1 1 . 2A dA F ds   1 2 F ds sF  Ví dụ: Xác định dấu của A trong các trường hợp sau? A > 0 A = 0 A < 0 * Đơn vị của công trong hệ SI là Jun (J) : 1J = 1N.1m Trong kỹ thuật còn dùng đơn vị: kWh; 1kWh = 3600kJ M N F M N F M N F 12/11/2014 11:06 SA §3. CÔNG VÀ NĂNG LƯỢNG * Đơn vị của công suất trong hệ SI là: + Oát (W): 1W = 1J/1s + Mã lực (HP): 1HP = 746 W Công suất dùng để đánh giá sức mạnh hay tốc độ sinh công của các nguồn động lực, có giá trị bằng công sinh ra trong một đơn vị thời gian. 2. Công suất (3) dA P dt Công suất tức thời: (4) . . dA F ds P F v dt dt   Hay 12/11/2014 11:06 SA §3. CÔNG VÀ NĂNG LƯỢNG II. Năng lượng 1. Khái niệm  Năng lượng của một hệ (hay vật) là đại lượng đặc trưng cho mức độ vận động và mức độ tương tác của các hệ.  Mỗi 1 hình thức vận động cụ thể sẽ có 1 dạng năng lượng cụ thể như: Cơ năng, nhiệt năng, quang năng, hóa năng  Hệ ở một trạng thái nhất định sẽ có giá trị năng lượng xác định, khi trạng thái thay đổi thì năng lượng của hệ biến đổi→ năng lượng là hàm trạng thái.  Hệ có năng lượng thì có khả năng thực hiện công. 12/11/2014 11:06 SA §3. CÔNG VÀ NĂNG LƯỢNG 2. Định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng Giả sử sau quá trình tương tác với bên ngoài, hệ trao đổi một công A và năng lượng của hệ thay đổi từ W1 thành W2. Khi đó: 12 WWW  2 1W W W (1)A    Nhận xét: W1 W2 A Nếu hệ nhận công (A > 0) thì năng lượng tăng lên; Nếu hệ sinh công (A < 0) thì năng lượng giảm đi; Nếu hệ không trao đổi công (A = 0) thì năng lượng không đổi. Năng lượng không tự nhiên sinh ra, không tự nhiên mất đi mà chỉ chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác hay từ hệ này sang hệ khác”.12/11/2014 11:06 SA §3. CÔNG VÀ NĂNG LƯỢNG 3. Cơ năng Cơ năng = động năng + thế năng Phần năng lượng vật có do c/đ Cơ năng là năng lượng trong vận động cơ học. Phần năng lượng vật có do tương tác 12/11/2014 11:06 SA §3. CÔNG VÀ NĂNG LƯỢNG 3.1. Động năng (1) (2) F ds 1v 2v Xét chất điểm có khối lượng m, chịu tác dụng của ngoại lực chuyển dời từ vị trí (1) có vận tốc đến vị trí (2) có vận tốc ; F 1v 2v Công của