Bài 14. Lực hướng tâm

Lực hướng tâm và lực quán tính li tâm.
hiện tượng tăng, giảm, mất trọng lượng
1. Lực hướng tâm và lực quán tính li tâm
a. Lực hướng tâm
b. Lực quán tính li tâm
2. Hiện tượng tăng , giảm, mất trọng lượng
a. Khái niệm về trọng lực, trọng lượng
b. Sự tăng, giảm, mất trọng lượng

1. Lực hướng tâm và lực quán tính li tâm
a. Lực hướng tâm.
* Lực gây ra gia tốc hướng tâm cho vật chuyển động tròn đều gọi là lực hướng tâm
- Biểu thức:
.Thay vào biểu thức lực hướng tâm ta được:
Ví dụ về lực hướng tâm
-khi dây buộc vào vật và quay chậm, dây quét thành một mặt nón,
+ ví dụ 1.
O
+ ví dụ 2.
- Một vật đặt trên một cái bàn quay. Nếu bàn quay không quá nhanh, vật sẽ cùng quay với bàn.
- Mặt trăng hoặc các vệ tinh nhân tạo quay quanh trái đất. Lực hấp dẫn giữa trái đất và các vật đó là lực hướng tâm.
+Ví dụ 3.
+ ví dụ 4
- Khi ô tô chuyển động qua một khúc quanh hoặc đường vòng, mặt đường thường làm nghiêng vào bên trong
- Hợp lực của trọng lực và phản lực của mặt đường là lực hướng tâm
- Khi một vật chuyển động tròn đều, hợp lực của các lực tác dụng lên vật là lực hướng tâm
* Nhận xét:
- Xét ví dụ vật trên bàn quay, trong hệ quy chiếu quán tính gắn với mặt đất, vật có gia tốc hướng tâm do lực ma sát gây ra
b. Lực quán tính li tâm.
- Trong hệ quy chiếu Oxyz gắn với bàn( Oz là trục quay) thì vật đang ở trạng thái cân bằng
- Lực này có chiều hướng ra xa tâm O nên gọi là lực quán tính li tâm
- độ lớn: Lực quán tính li tâm có cùng độ lớn với lực hướng tâm
2. Hiện tượng tăng, giảm và mất trọng lượng
a. Khái niệm về trọng lực, trọng lượng
- Định nghĩa trọng lực: Trọng lực của một vật là hợp lực của lực hấp dẫn mà Trái đất tác dụng lên vật và lực quán tính li tâm xuất hiện do sự quay của Trái đất quanh trục của nó
- Biểu thức:
- Trọng lượng: Trọng lượng của một vật là độ lớn của trọng lực của vật ấy
* Chú ý:
- Lực Fq << Fhd, nên nếu không cần độ chính xác cao ta có thể bỏ qua lực Fq, khi đó P = Fhd và hệ qui chiếu gắn với Trái đất được coi là hệ quy chiếu quán tính
- Ta thấy Fq thay đổi theo vĩ độ nên P cũng thay đổi theo vĩ độ. Đó là nguyên nhân dẫn tới sự giảm dần của gia tốc rơi tự do từ địa cực tới xích đạo
b.Sự tăng, giảm và mất trọng lượng
- Nếu ta treo vật vào một lưc kế, lực kế sẽ chỉ giá trị P`
- độ lớn P` gọi là trọng lượng biểu kiến của vật

ta thấy P` > P tức là người đó đè lên sàn thang máy một lực lớn hơn trọng lượng thật (mg). Đó là hiện tượng tăng trọng lượng
độ lớn của trọng lượng biểu kiến là: P` = P + Fqt = m(g+a)
- Trọng lượng biểu kiến có giá trị: P` = P - Fqt = m(g-a)
- ta thấy P` < P . Đó là hiện tượng giảm trọng lượng

- khi đó P` = 0, người đó sẽ không đè lên sàn thang máy nữa.
- Đó là hiện tượng mất trọng lượng
* Ví dụ về hiện tượng không trọng lượng
- Một con tàu vũ trụ chuyển động tròn đều quanh tráI đất( động cơ tàu không hoạt động, bỏ qua ma sát của khí quyển).
Khi đó các nhà du hành vũ trụ sẽ không còn cảm thấy mình đè lên sàn tàu một lực nào nữa và có thể tự do "bay lượn" trong khoang tàu. Đó là trạng thái mất trọng lượng biểu kiến trên tàu vũ trụ: Trạng thái "không trọng lượng"
.
O