vietnam national university of...

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM Vietnam National University of Agriculture

Giảng viên: Lê Văn Dũng

Bộ môn vật lý - Khoa Công nghệ thông tin

2


1. Thời gian học: 10 tuân + 1 tuân dư trư (Nêu cân)

2. Thời lượng: 2 tín chỉ = 30 tiêt

3. Đánh giá môn học: Điểm chuyên cân (10 %) + Điểm giưa kỳ (30 %) + Điểm thi cuối kỳ (60 %)

4. Điểm giưa kỳ = (Bài KTGK + Thưc tập)/ 2

5. Thưc tập bắt buộc, không thưc tập thì điểm chuyên cân và điểm giưa kỳ bị 0 điểm.

6. Hình thức kiểm tra và thi: Thi viêt (Lý thuyêt + bài tập)

7. Kiểm tra giưa kỳ: Tuân thứ 7 (Tư chương 1 - chương 5)

8. Thi cuối kỳ: Lịch Học viên (Tư chương 6 - chương 10)

Bài mở đầu

3


Chương 1: Động học chất điểm

Chương 2: Động lực học chất điểm

Chương 3: Cơ học hệ chất điểm và vật rắn

Chương 4: Công và năng lượng

Chương 5: Cơ học chất lưu

Chương 6: Dao động và sóng cơ

Chương 7: Nhiệt học

Chương 8: Trạng thái lỏng và biên đôi pha

Chương 9: Trường tĩnh điện

Chương 10: Từ trường và Cảm ứng từ

4


1. Vật lý đại cương A1, Giáo trình ĐH. Ngô Tất Vĩnh .

1998

2. Vật lý Đại cương. Lương Duyên Bình, Ngô Phú An.

NXBGD 1998 + Bài tập

3. University Physics 13th Edition, Young & Freedman –

Addison Wesley (2012)

4. Slide bài giảng dưới dạng file pdf. Tải xuống tại web:

http://www.vnua.edu.vn/khoa/fita/lvdung/

http://www1.vnua.edu.vn/khoa/fita/lvdung/

5

1. Phép đo. Độ bất định. Các chuẩn

Mở đầu

Phép đo: Biểu diễn mối quan hê giưa các đại lượng vật lý một cách định lượng.

Độ bất định: Mỗi phép đo có một độ bất định (độ không ổn định) gắn với phép đo.

Chuẩn: Các phép đo đại lượng vật lý phải quy về cùng một chuẩn (Đơn vị cơ bản)

6

Một số chuẩn trong vật lý

Thời gian: Một giây là thời gian của 9.192.631.770 chu kì của một bức xạ xác định của nguyên tử xêsi 137.

Độ dài: Một mét là độ dài mà ánh sáng đi được trong chân không trong một khoảng thời gian bằng 1/299729458 giây.

Khối lượng: Một kilogam là khối lượng của một khối trụ platini – iriđi đặc biệt được cất giữ ở gần Paris, Pháp.

Mở đầu

7

2. Hệ các đơn vị

Mở đầu

Hệ đơn vị chuẩn quốc tê (Système International d’unites) - SI

Đại lƣợng Đơn vị Kí hiệu

Chiều dài Mét M

Thời gian Giây s

Khối lƣợng Kilôgam kg

Cƣờng độ dòng điện Ampe A

Nhiệt độ Kenvin K

Lƣợng chất Mole Mol

Cƣờng độ sáng Candela Cd

CHƢƠNG 1: ĐÔNG HỌC CHÂT ĐIÊM

§1. Một số khai niệm

8

§2. Vận tốc

§3. Gia tốc

§4. Vận tốc goc. Gia tốc goc

§5. Một số dạng chuyên động cơ


9


Hệ quy chiếu: Vât (hệ vât) coi la đưng yên dung lam

môc đê xac đinh vi tri cua cac vât trong không gian

Chuyên động cơ học: Sư thay đôi vi tri cua vât nay đôi

vơi vât khac hoăc sư thay đôi vi tri giưa cac phân cua

một vât đôi vơi nhau

1. Chuyên động cơ học và hệ quy chiếu

2. Chất điêm

Nhưng vât co khôi lương nhưng kich thươc không đang

kê so vơi nhưng khoang cach khao sat.

3. Vectơ tọa độ và phƣơng trinh chuyên động (PTCĐ)

M

z

x

y O

i

r

j

k

(1) xi yj zkr

10

, ,i j kVơi : 3 vectơ đơn vi hương

theo 3 truc Ox, Oy, Oz.

2 2 2(2) y zr x+ Độ lơn:

+ Biêu diên vectơ toa độ trong Hệ toa độ Đê cac ba chiêu:

rVectơ tọa độ ( ): Vectơ đươc vẽ từ gôc toa độ đên chât

điêm khao sat.


Phƣơng trinh chuyên động (PTCĐ)

( )

( ) (3)

( )

x

y

z

x f t

M y f t

z f t

r M

z

x

y O

Ví du: Phương trình chuyên động cua chât điêm dao

động điêu hòa:

5cos(4 )2

x t

11

( ) (4)r r t


4. Quỹ đạo chuyên động và Phƣơng trinh quỹ đạo

2 ( 0)y ax bx c a 12

Ví du phương trình quỹ đạo Parapol trong măt phẳng:

Phƣơng trinh quỹ đạo: Biêu diên môi quan hệ giưa cac

toa độ không gian cua chât điêm.

Quỹ đạo chuyên động: Đương cong ma chât điêm vạch

ra trong không gian khi chuyên động.


5. Hoành độ cong

(5)(t)S S13

0M

M( )C

S

+ S đươc goi la hoanh độ cong. Phương trình chuyên

động viêt theo hoanh độ cong:

0M M S

+ Tại môi thơi điêm t, vi tri cua chât điêm đươc xac đinh

bơi độ lơn cung

+ Xet chât điêm M chuyên động trên đương cong (C).

Tại thơi điêm ban đâu chât điêm ơ vi tri M0


6km/h

913 km/h

108.107 km/h

14

§2. Vận tốc

Khái niệm tốc độ

120km/h

1. Vận tốc trung binh

2 1 r r r

15

1r 2r

r

tb

rv

t

1M2Ms

2 1t t t Sau vectơ toa độ biên thiên một lương:

2t

2r+ Thơi điêm:

Chât điêm ơ vi tri M2,

1t

1r+ Thơi điêm:

Chât điêm ơ vi tri M1,

§2. Vận tốc

→ Ty sô goi la vectơ vân tôc trung binh

r

t tbv

(1)

tb

rv

t

16

1r 2rr

tb

rv

t

1M2Ms

tbv+ Y nghia: cho ta biêt phương chiêu, mưc độ nhanh

châm trung binh cua chuyên động trong ca khoang thơi

gian ∆t

tb

rv

t+ Độ lơn:

r+ Co phương va chiêu cua

tbvĐăc điêm cua

§2. Vận tốc

Ví dụ: Một chim bồ câu bay từ Giang đương Nguyên

Đăng doc theo đương thẳng Đông - Tây

17

Tìm vận tốc trung bình trong các trƣờng hợp:

a. Chim bay 50km từ sanh vê phía Đông trong 1 giơ

b. Chim bay 50km từ sanh vê phía Tây trong 1 giơ

Tìm tốc độ trung bình trong các trƣờng hợp trên

2 1

2 1

x xv

t t

Qu·ng®êng®· ®i

Thêi gian®· ®iu

§2. Vận tốc

2. Vận tốc tưc thời

0lim (2)

t

r drv

t dt

18

Đơn vị: met/giây (m/s) [Trong hệ SI];

+ Km/h; miles/h; 1miles ≈ 1.609 km

Định nghia: Vân tôc chuyên đông cua chât điêm la đai

lương đươc xac đinh băng đao ham cua vectơ toa đô cua

chât điêm theo thơi gian.

0t + Xet khoang thơi gian vô cung nhỏ:

§2. Vận tốc

Nhận xet: Khi , vectơ co phương trung vơi

tiêp tuyên cua quỹ đạo chuyên động cua chât điêm

0t r

19

A

B

Av

Bv

Biêu diên vectơ vận tốc:

→Vectơ vận tốc co phương tiêp tuyên vơi quỹ đạo

chuyên động và co chiêu cung chiêu chuyên động cua

chât điêm.

§2. Vận tốc

3. Vận tốc trong hệ tọa độ Đềcac

( ) dr d dx dy dz

v xi yj zk i j kdt dt dt dt dt

20

Đơn vi: met/giây (m/s)

2 2 2

x y zv v v v Độ lơn:

, ,x y z

dx dy dzv v v

dt dt dt x y zv v i v j v kĐăt:

§2. Vận tốc

21

Sự thay đổi vận tốc cua một chất điêm chuyên động

trong măt phẳng

§2. Vận tốc

Ferrari F40

Tăng tốc 0 →100km/h: 4.1 s

Mclaren F1


Koenigsegg CCR


Bugatti Veyron Super Sport


22

§3. Gia tốc

1. Gia tốc trung binh

2M

1M

1v

2v

v

2 1v v v

23

2 1t t t Sau vectơ vân tôc biên thiên một lương là:

2t 2 2, vM+ Tại : Chât điêm ơ vi tri

1t 1 1, vM+ Tại : Chât điêm ơ vi tri

Xet chât điêm M chuyên động

trên quỹ đạo cong

§3. Gia tốc

→Ty sô goi la vectơ gia tôc trung binh v

t

(1)tb

va

t

2M

1M

1v

2v

v

24

+ Y nghia: Gia tôc trung binh đăc trưng cho sư biên

thiên cua vectơ vân tôc trong ca khoang thơi gian ∆t

tb

va

t

+ Độ lơn:

v+ Co phương va chiêu cua

tbaĐăc điêm cua

§3. Gia tốc

25

Song song

tba

1v

2v

1v

2v

v

X

Y

O

1M

2M

Song song

tba

1v

2v

1v

2vv

X

Y

O

1M

2M

Song song

tba

1v

2v

1v

2v

v

X

Y

O

1M2M

(a) (b) (c)

§3. Gia tốc

2. Gia tốc tưc thời

0(2)lim

t

v dva

t dt

26

Đơn vi: met /giây binh phương (m/s2) [Trong hệ SI]

Định nghia: Gia tôc chuyên đông cua chât điêm la đai

lương đươc xac đinh băng đao ham bâc nhât cua vectơ

vân tôc cua chât điêm hoăc đao ham bâc hai cua vectơ

toa đô theo thơi gian.

0t Xet khoang thơi gian vô cung nhỏ: khi đo:

§3. Gia tốc

27

Kết luận

vX

Y

O

a

Khi một vât chuyên động theo

quỹ đạo cong, gia tôc cua vât

luôn có thành phân hương vê

phía lõm cua quỹ đạo

§3. Gia tốc

3. Gia tốc trong hệ tọa độ Đề các

(v ) yx z

x y z

dvdv dvdv da i v j v k i j k

dt dt dt dt dt

28

2 2 22 2 2 2 2 2

2 2 2( ) ( ) ( )x y z

d x d y d za a a a

dt dt dt Độ lơn:

x y za a i a j a kKhi đo:

2 2 2

2 2 2; ;

yx zx y z

dvdv dvd x d y d za a a

dt dt dt dt dt dt Đăt :

§3. Gia tốc

4. Gia tốc tiếp tuyến và gia tốc phap tuyến

ana

ta

(3)t na a a

29

§3. Gia tốc

Qua 3 điểm A, B, C vẽ 1 đường tròn

Cho C tiên dân về A => đường tròn mật tiêp với quỹ đạo tại điểm A

Bán kính của đường tròn mật tiêp chính là bán kính cong của quỹ đạo tại điểm A

Đường tròn mật tiêp

Độ lơn: Xác đinh băng đao ham đô lơn cua vectơ vân

tôc theo thơi gian.

(4)/ dtta dv

30

Y nghia: Đăc trưng cho sư thay đôi vê đô lơn cua vectơ

vân tôc.

§3. Gia tốc

Chiều: Cung chiêu chuyên đông khi chuyên đông la

nhanh dân và ngươc chiêu chuyên đông khi chuyên đông

la châm dân.

Phƣơng: Trung vơi tiêp tuyên cua quỹ đao chuyên đông

taa. Gia tốc tiếp tuyến

b. Gia tốc phap tuyến na

31

ana

ta

Y nghia: Đăc trưng cho sư thay đôi vê phương cua vectơ

vân tôc.

2(5)/ rna vĐộ lơn:

Chiều: Hương vê tâm cua quỹ đao chuyên đông tròn

(Tâm đương tron mât tiêp)

Phƣơng: Vuông goc vơi tiêp

tuyên cua quỹ đao chuyên

đông cua chât điêm

§3. Gia tốc

1M

2M

S

R

32

§4. Vận tốc goc và gia tốc goc

2 1t t t S

Sau , chât điêm vạch đươc một cung tương đương vơi ban kinh R quet đươc goc

+ Xet chât điêm chuyên động trên

quỹ đạo tron bán kính R

1. Vận tốc goc

Trong chuyên động tròn cua vât, thay vì sử dung độ dơi s,

vân tôc dai v và gia tôc dai a, ta thương sử dung đại

lương góc quét θ, vân tôc góc ω và gia tôc góc β.

0(2)lim

t

d

t dt

33

Khi đo: đươc goi la vân tôc goc trung binh: t

(1)tbt

Đơn vị: Trong hệ SI: Radian/giây (rad/s)

Định nghia: Vân tôc goc co giá tri băng đao ham bâc

nhât cua goc quet theo thơi gian.

0t Xet khoang thơi gian vô cung nhỏ: khi đo:


Biêu diên vec tơ vận tốc goc

vR

34

Chiều: Thuân chiêu quay cua chuyên động (Quy tắc văn

đinh ôc): Quay cai đinh ôc sao cho chiêu quay cua cai

đinh ôc la chiêu chuyên đông cua chât điêm → chiêu tiên

cua cai đinh ôc chinh la chiêu cua vectơ vân tôc goc.

Phƣơng: Trung vơi truc cua vong tron quỹ đạo

Gốc: Đăt tại tâm cua quỹ đạo chuyên động tron


Liên hệ giưa vận tốc dài và vận tốc goc

.S

Rt t

1 2 M M S R

1M

2M

S

R

35

v R Dạng vectơ:

dS dR

dt dt v RCho ∆t→0 ta có:


2. Gia tốc goc

2

20(3)lim

t

d d

t dt dt

36

tbt

( 0)t + Xet khoang thơi gian ∆t vô cung nhỏ . Khi đo:

t

tb→ Ty sô: đươc goi la vectơ gia tôc goc trung binh

2 1

+ Gia sử trong khoang thơi gian: ∆t = t2 – t1 vân tôc góc

biên thiêu lương:


Định nghia: Gia tôc goc co giá tri băng đao ham cua

vân tôc goc theo thơi gian hoăc băng đao ham bâc hai

cua goc quet theo thơi gian.

37

ta R + Dạng vectơ:

( ) t

dv d R da R R

dt dt dt+ Ta co:

Liên hệ giưa gia tốc goc và gia tốc tiếp tuyến

Đơn vị: Radian/giây2 (rad/s2)


Biêu diên vectơ gia tốc goc

ta

R

ta

R

38

2

2

d d

dt dt

+ Độ lơn:

+ Chiều: Cung chiêu vơi vectơ vân tôc goc khi chuyên

động la nhanh dân và ngươc chiêu vơi vectơ vân tôc goc

khi chuyên động la châm dân.

+ Phƣơng: Năm trên truc cua vòng tròn quỹ đạo

+ Gốc: Đăt tại tâm quỹ đạo chuyên động tron


Chu ý vơi chuyên động tron đều con một sô khai niệm

2(s)T

1f (Hz)

2T

39

Tần số: Đai lương đăc trưng cho tinh tuân hoan cua

chuyên đông và đươc xac đinh băng sô chu kỳ trong môt

đơn vi thơi gian.

Chu kỳ: Thơi gian ma chât điêm chuyên đông đươc môt

vong tron


t

dva a const

dt 0 t

dSv v at

dt

2

0 0

1

2 S S v t at

2 2

0 2tv v aS

40

§5. Một số dạng chuyên động cơ đăc biệt

2. Chuyên động thẳng biến đổi đều

1. Chuyên động thẳng đều

const 0 t

2

0 0

1

2 t t

2 2

0 2t

41

§5. Một số dạng chuyên động đăc biệt

4. Chuyên động rơi tự do

3. Chuyên động tron biến đổi đều

0v v gt a g const

2

0 0

1

2y y v t gt Độ cao:

2

0

1

2s v t gt Quãng đương:

Hết chƣơng 1

vietnam national university of...

Documents