Hầu hết mọi thứ xung quanh chúng ta đều liên quan đến chuyển động. Từ cách di chuyển của ta trong cuộc sống hàng ngày cho đến chuyển động của các vật thể xung quanh chúng ta, tất cả đều được tạo nên bởi tác động của lực tương tác. Trên cơ sở này, nguyên lý về chuyển động đã được đề xuất. Đây là một phần quan trọng trong lĩnh vực vật lý và cung cấp những hiểu biết cơ bản về cách các vật thể di chuyển.
Định luật Newton về Lực và Chuyển động
Định luật Newton là một trong những khái niệm quan trọng nhất trong lĩnh vực vật lý. Nó giúp chúng ta hiểu qua lại giữa lực và chuyển động. Định luật đầu tiên cho biết rằng một vật đứng yên khi không có lực tương tác. Định luật thứ hai cho biết rằng một vật sẽ di chuyển khi có lực tương tác tác động lên nó. Cuối cùng, định luật thứ ba cho biết rằng khi tổng lực tương tác là 0, vật sẽ ở trạng thái cân bằng.
Tính chất của chuyển động
Mọi chuyển động từ một vị trí ban đầu đến một vị trí khác qua một quãng đường có độ dài s trong một thời gian t đều có những tính chất sau:
-
Vận tốc là đại lượng cho biết tốc độ di chuyển của một chuyển động. Nó được tính bằng tỉ lệ giữa đường dài và thời gian:
Vận tốc = Đường Dài / Thời Gian. -
Gia tốc là đại lượng cho biết sự thay đổi vận tốc theo thay đổi thời gian. Nó được tính bằng tỉ lệ giữa thay đổi vận tốc và thay đổi thời gian:
Gia tốc = Thay đổi vận tốc / Thay đổi thời gian. -
Đường dài là đại lượng cho biết quãng đường dài di chuyển của một chuyển động.
-
Lực là một đại lượng tương tác với vật để thực hiện một công việc. Nó được tính bằng tích của khối lượng và gia tốc:
Lực = Khối Lượng x Gia Tốc. -
Công cơ học là một đại lượng cho biết khả năng của lực thực hiện một công việc. Nó được tính bằng tích của lực và đường dài:
Công cơ học = Lực x Đường Dài. -
Năng lượng là một đại lượng cho biết khả năng của lực thực hiện một công việc trong một thời gian. Nó được tính bằng tỉ lệ giữa công cơ học và thời gian:
Năng lượng = Công cơ học / Thời Gian.
Chuyển động theo quỹ đạo
Chuyển động theo quỹ đạo xảy ra khi vật di chuyển theo một đường cong nhất định. Một trong những loại chuyển động theo quỹ đạo phổ biến nhất là chuyển động quay tròn.
Động lượng
Động lượng là khái niệm quan trọng để hiểu về chuyển động theo quỹ đạo. Với mọi động lượng di chuyển ở vận tốc v, chúng ta có các tính chất sau:
- Gia tốc:
a = v / t. - Vận tốc:
v = a * t. - Đường dài:
s = v * t = a * t^2. - Lực:
F = m * a = m * v / t = p / t. - Năng lực:
W = F * s = p * v / t. - Năng lượng:
E = W / t = p * v / t^2.
Chuyển động thẳng
Chuyển động thẳng là loại chuyển động mà vật di chuyển theo đường thẳng. Có hai trường hợp phổ biến: chuyển động thẳng nghiêng và chuyển động thẳng ngang.
Chuyển động thẳng nghiêng
Trong chuyển động thẳng nghiêng, chúng ta có các tính chất sau:
- Gia tốc:
a = Δv / Δt = (v - vo) / (t - to). - Vận tốc:
v = vo + a * Δt. - Đường dài:
s = Δt * (vo + Δv) = Δt * (vo + a * Δt) = v^2 - vo^2 / (2a). - Lực:
F = m * a = m * Δv / Δt. - Năng lực:
W = F * s = F * Δt * (vo + Δv). - Năng lượng:
E = W / t = F * (vo + Δv).
Chuyển động thẳng ngang
Trong chuyển động thẳng ngang, chúng ta có các tính chất sau:
- Gia tốc:
a = vo / t. - Vận tốc:
v = vo. - Đường dài:
s = vo * t. - Lực:
F = m * vo / t. - Năng lực:
W = F * vo * t. - Năng lượng:
E = W / t = F * vo.
Chuyển động thẳng dọc
Chuyển động thẳng dọc xảy ra khi vật di chuyển theo hướng dọc. Chúng ta có các tính chất sau:
- Gia tốc:
a = -g. - Vận tốc:
v = -g * t. - Đường dài:
s = -g * t^2. - Lực:
F = m * g. - Năng lực:
W = F * s = m * g * h. - Năng lượng:
E = W / t = m * g * h / t.
Chuyển động tròn
Chuyển động tròn là loại chuyển động mà vật di chuyển theo quỹ đạo tròn. Trong chuyển động tròn, chúng ta có các tính chất sau:
- Đường dài:
s = 2π. - Thời gian:
t. - Vận tốc:
v = 2πt = 2πf = ω. - Gia tốc:
a = ω / t. - Lực:
F = m * a = m * ω / t. - Năng lực:
W = F * s = P * v = p * ω. - Năng lượng:
E = W / t = p * ω / t.
Hiểu về chuyển động là cơ bản để thực hiện nhiều mô hình và ứng dụng trong vật lý. Qua các quy tắc và tính chất của chuyển động, chúng ta có thể hiểu rõ hơn về cách các vật di chuyển và tương tác với nhau trong thế giới thực.
Ảnh được sử dụng trong bài viết:
