Khái niệm độ dời, quãng đường, vận tốc, gia tốc.

Vật lý 10.I Động học chất điểm vatlypt.com 25/9/16 14,098 0
  1. vatlypt.com

    vatlypt.com 25/9/16
    #1

    Giáo viên | 8/10/16 | 6,520 | 4,324

    Hà Nội

    Độ dời là khoảng cách giữa điểm đầu và điểm cuối trong hệ quy chiếu mà ta chọn.

    I/ Khái niệm độ dời, quãng đường của chuyển động cơ:
    1/ Khái niệm độ dời:

    [​IMG]
    Một chất điểm chuyển động theo một đường cong bất kỳ từ A đến B như hình minh họa. Tại thời điểm t$_{1}$vật đang ở vị trí A, tại thời điểm t$_{2}$vật có vị trí B. Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ.
    Trong khoảng thời gian Δt = t$_{2}$- t$_{1}$chất điểm đã dời vị trí từ điểm A (tọa độ x$_{1}$) sang điểm B (tọa độ x$_{2}$) độ dời của chất điểm được xác định
    Δx = x$_{2}$- x$_{1}$
    • Độ dời = tọa độ của vật lúc sau - tọa độ của vật lúc đầu​
    • Độ dời không phụ thuộc vào hình dạng của quĩ đạo chuyển động mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và vị trí điểm cuối.
    • Véc tơ \[\overrightarrow{AB}\] gốc tại điểm A hướng về điểm B gọi là véc tơ độ dời
    2/ Quãng đường: là độ dài quĩ đạo chuyển động của vật.
    3/ Sự khác biệt giữa quãng đường và độ dời:
    Ví dụ về sự khác nhau giữa quãng đường đi được và độ dời.

    [​IMG]
    Xét chuyển động của một ô tô (được coi là chất điểm) có quĩ đạo là một đường thẳng, tại thời điểm ban chất điểm có tọa độ 100km so với gốc mà ta chọn sau khi đi thêm được 200km ô tô chuyển động quay đầu lại sau một khoảng thời gian ô tô ở vị trí có tọa độ là 200km.
    Độ dời của ô tô: Δx = 200 - 100 = 100km
    Quãng đường mà ô tô đi được:
    s = s$_{1}$(quãng đường đi xuôi) + s$_{2 }$(quãng đường đi ngược lại) = 200 + 100 = 300km​
    Trong trường hợp ô tô quay trở lại đúng vị trí xuất phát sau một khoảng thời gian khi đó độ dời sẽ bằng 0 còn quãng đường đi được là 400km.
    Nhận xét: việc đưa thêm vào khái niệm độ dời trong vật lý khiến học sinh bối rối về mặt kiến thức nhưng nó có ý nghĩa rất quan trọng, véc tơ độ dời cho biết chính xác hướng của chuyển động trong từng thời điểm.
    II/ Khái niệm vận tốc của chuyển động cơ:
    1/ Tốc độ trung bình:


    [​IMG]
    Trong khoảng thời gian là Δt$_{1}$vật đi được quãng đường là s$_{1}$; trong khoảng thời gian là Δt$_{2}$vật đi được quãng đường là s$_{2}$...., trong khoảng thời gian Δt$_{n}$vật đi được quãng đường là s$_{n}$khi đó tốc độ trung bình của vật được định nghĩa bằng biểu thức:
    \[v_{tb}=\dfrac{s_{1}+s_{2}+....+s_{n}}{\Delta t_{1}+\Delta t_{2}+..+\Delta t_{n}}\]​
    Tốc độ trung bình là đại lượng vô hướng có ý nghĩa vật lý đặc trưng cho độ nhanh hay chậm của chuyển động.
    • nếu đơn vị của quãng đường s là mét (m);
    • đơn vị của thời gian đi quãng đường đó là giây (s)
    • \[v=\dfrac{s(m)}{t(s)}\] =>đơn vị của tốc độ trung bình v$_{tb}$là (m/s)​
    • \[\dfrac{km}{h}=\dfrac{1km}{1h}=\dfrac{1000m}{3600s}=\dfrac{1}{3,6}\dfrac{m}{s}\]​
    [​IMG]
    Người ta sử dụng đồng hồ đo tốc độ (tốc kế) để xác định tốc độ của vật.
    2/ Vận tốc tức thời:
    Tại một thời điểm bất kỳ số chỉ trên đồng hồ đo tốc độ của vật gọi là vận tốc tức thời của vật tại thời điểm đó. Việc quan sát đồng hồ đo tốc độ (hướng mắt về phía đồng hồ) xảy ra trong khoảng thời gian Δt rất nhỏ, cũng trong khoảng thời gian đó vật chuyển dời được một đoạn Δs cũng rất nhỏ nên:
    \[v=\dfrac{\Delta {s}}{\Delta t}\]​
    Chuyển dời Δs là một đại lượng có hướng gọi $$\Delta \vec{s}$$ là hướng của véc tơ chuyển dời
    => \[\vec{v}=\dfrac{\Delta \vec{s}}{\Delta t}\]​
    \[\vec{v}\] véc tơ vận tốc tức thời có độ lớn bằng tốc độ tức thời tại thời điểm ta xét có hướng cùng hướng với véc tơ độ dời $$\Delta \vec{s}$$ (rất nhỏ)
    3/ Vận tốc trung bình:
    Vận tốc trung bình là đại lượng vật lý có hướng (véctơ) cùng hướng với độ dời \[\vec{Δx}\] được xác định trong khoảng thời gian Δt và được xác định bằng biểu thức:
    \[\vec{v_{tb}}=\dfrac{\vec{\Delta {x}}}{\Delta t}\]​
    III/ Khái niệm gia tốc của chuyển động cơ:

    [​IMG]
    • xe 1 có khả năng tăng tốc từ 0 lên 100km/h chỉ trong 10s và có thể đạt vận tốc tối đa là 300km/h
    • xe 2 có khả năng tăng tốc từ 0 lên 150km/h trong 15s và có thể đạt vận tốc tối đa là 310 km/h
    • xe 3 có khả năng tăng tốc từ 0 lên 130km/h trong 12s và có thể đạt vận tốc tối đa là 290km/h
    • xe 4 có khả năng đạt đến vận tốc tối đa 120km/h trong 1phút
    • Nếu cả 4 xe trên cùng tham gia một cuộc đua, xe nào sẽ chiếm ưu thế hơn.
    Trong ví dụ trên có một thông số là khả năng tăng tốc độ của các xe trong khoảng thời gian ngắn, đối với các cuộc đua việc đạt nhanh tốc độ cao trong thời gian xuất phát từ vị trí đứng yên (v = 0) quyết định rất lớn đến kết quả của cuộc đua=> vật lý cơ bản đưa vào khái niệm gia tốc
    Gia tốc là đại lượng vật lý đặc trưng cho khả năng thay đổi vận tốc (cả hướng và độ lớn) của vật và được xác định bằng biểu thức
    \[\vec{a}=\dfrac{\vec{v}-\vec{v_{o}}}{t-t_{o}}=\dfrac{\Delta \vec{v}}{\Delta t}\]​
    trong đó:
    • $$\vec{v}$$: vận tốc tức thời tại thời điểm t (thời điểm lúc sau)
    • $$\vec{v_o}$$: vận tốc tức thời tại thời điểm t$_{0}$(thời điểm ban đầu)
    • Δt = t - t$_{0}$: thời gian vận tốc thay đổi từ $$\vec{v_o }$$ sang $$\vec{v}$$
    • Độ lớn gia tốc:
    \[a=\dfrac{v-v_{o}}{\Delta t}=\dfrac{\Delta v(\dfrac{m}{s})}{\Delta t(s)}\]​
    • Đơn vị của gia tốc là m/s$^{2}$.

    nguồn: vật lý phổ thông
    Voldemort, Đinhthanhvan thích bài này.
Share Share