Trong cuộc sống thường ngày, lực luôn có mặt và tác động lên mọi vật. Chúng ta vẫn thường hay nói đến quán tính, lực quán tính. Vậy điều này có ý nghĩa là gì? Một vật thông thường có quán tính hay không? Đây chính là những câu hỏi được rất nhiều bạn học sinh lớp 8 đặt ra. Kiến thức trong bài học vật lý lớp 8 sẽ giúp các em giải đáp điều này. Bài viết ngày hôm nay, chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu về sự cân bằng lực quán tính, lực quán tính là gì nhé! Show
 Ví dụ về sự cân bằng lực quán tính Lực là gì?Trước khi đến với kiến thức chung của bài, chúng ta cần phải có cái nhìn tổng quát về lực. Lực là gì? Lực tồn tại khi nào? Lực được định nghĩa vô cùng đơn giản. Khi vật này tác dụng kéo hoặc đẩy lên lực khác được gọi là tác dụng lực. Hay nói một cách đơn giản, khi lực xuất hiện khi vật này tác động lên một vật khác. Tuy nhiên, không phải lúc nào lực tác động cũng tạo ra kết quả để chúng ta có thể nhận biết. Sự cân bằng lực quán tính cũng là một trong những kết quả của tác dụng lực. Lực tồn tại trên trái đất và vạn vật đều chịu tác động của lực. Trọng lực chính là một trong những lực tác động lên vật. Trọng lực chính là lực hút của trái đất. Mọi vật trên trái đất này đều chịu sự tác động của trọng lực. Chúng ta nhìn thấy một vật đứng yên trên mặt đất. Trong trường hợp này, vật đang chịu tác dụng của trọng lực và lực nâng của mặt đất. Đây là hai lực cân bằng giúp cho vật đứng yên, không di chuyển. Chính vì vậy, hiểu về lực, chúng ta mới có thể tìm hiểu được lực quán tính. Hai lực cân bằngHai lực cân bằng chính là tiền đề tìm ra lực quán tính. Chính vì vậy, chúng ta cần biết về lực cân bằng trước khi đến với phần chính của bài viết hôm nay. Lực cân bằng, giống như tên gọi của nó. Hai lực có cùng độ lớn, cùng phương, ngược chiều tác dụng vào cùng 1 vật được gọi là hai lực cân bằng. Trong chương trình vật lý 6, chúng ta đã được tìm hiểu qua về điều này. Khi một vật chịu tác dụng của hai lực cân bằng. Vật đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên. Vật đang chuyển động sẽ không thay đổi quỹ đạo chuyển động. Trong trường hợp vật chuyển động vẫn tiếp tục chuyển động đều được gọi là chuyển động theo quán tính. Đây cũng chính là tiền đề phát triển sự cân bằng lực quán tính. Các nhà vật lý học tìm hiểu ra lực quán tính cũng là nhờ điều này. Thông thường, khi vật chịu tác dụng của lực một cách đột ngột sẽ có xu hướng thay đổi vận tốc, hoặc hình dạng. Vật thay đổi vận tốc nhanh hay chậm nhờ vào quán tính của vật. Chúng ta vẫn thường gặp lực cân bằng tác dụng lên một vật đứng yên. Một quyển sách được đặt trên bàn. Thực tế quyển sách này đang chịu hai lực cân bằng chính là trọng lực và lực nâng. Tuy nhiên quyển sách không hề di chuyển hay biến dạng. Đây chính là tính chất của hai lực cân bằng. Sự cân bằng lực quán tính được thể hiện rõ nhất trong trường hợp vật chuyển động tiếp tục chuyển động. Vật đang chuyển động đột ngột chịu hai lực cân bằng sao không dừng lại rồi chuyển động tiếp. Mà lại giữ nguyên vận tốc và quỹ đạo chuyển động. Điều này là nhờ vào lực quán tính của vật. Sự cân bằng lực quán tính là gì?Khi có lực tác dụng, vật không thể đột ngột thay đổi vận tốc. Điều này xảy ra là bởi vì mọi vật đều có quán tính. Hiểu một cách đơn giản, quán tính của vật chính là tính chất giữ nguyên vận tốc và hướng chuyển động. Lực tác động càng lớn thì sự biến đổi về vận tốc và hướng của vật càng nhanh. Chúng ta có thể nhận ra được lực quán tính trong nhiều trường hợp thực tế. Khi chúng ta đi xe ô tô, xe đột ngột phanh gấp. Lúc này cơ thể chúng ta theo xu hướng sẽ đổ về phía trước. Ta nói, cơ thể chúng ta đang có lực quán tính theo chuyển động của xe, gây ra hiện tượng này. Dao động liên quan đến cân bằng lực Sự cân bằng lực quán tính xảy ra khi vật chịu tác dụng của hai lực cân bằng. Khi vật chịu đồng thời hai lực cân bằng, vật không hề dừng lại. Vật vẫn tiếp tục chuyển động theo vận tốc và hướng lúc đầu. Đây chính là quán tính của vật tạo ra sự chuyển động. Không chỉ vậy, vật có khối lượng càng lớn thì sự biến đổi chuyển động của vật diễn ra càng chậm. Hay nói cách khác, vật có khối lượng càng lớn thì quán tính càng lớn. Lấy một ví dụ đơn giản, khi chúng ta đi xe ô tô lớn. Chúng ta phanh xe lại. Xe sẽ mất khoảng vài giây để dừng hẳn chuyển động dù đã chịu lực cản. Điều này cho thấy, khối lượng của xe lớn dẫn đến quán tính của xe cũng lớn. Xe vẫn tiếp tục chuyển động về phía trước dù đã được phanh lại. Sự cân bằng lực quán tính, chúng ta có thể nhận ra khi đi xe với vận tốc đều. Mặc dù lúc này xe đang chịu tác dụng của trọng lực và lực nâng của trái đất. Tuy nhiên, xe vẫn chuyển động đều mà không có thay đổi. Các dạng bài tập về sự cân bằng lực, lực quán tínhĐối với chủ đề này, các em sẽ được chia thành hai dạng bài tập nhỏ. Bài tập về hai lực cân bằng và bài tập về lực quán tính. Các em sẽ ít phải làm những bài kết hợp giữa hai kiến thức này. Bởi để xác định được điều này sẽ rất khó và khó biển diễn lực. Bài tập theo hai chủ đề này vẫn được chia thành các dạng bài như trắc nghiệm và vận dụng. Bài tập trắc nghiệmBài tập trắc nghiệm thường sẽ là bài kiểm tra kiến thức chung của các em. Lý thuyết về cả hai chủ đề này các em cần phải nắm chắc. Hai lực cân bằng là hai lực như thế nào? Hai lực cân bằng tác dụng lên vật đem tới kết quả gì? Đây chính là câu hỏi các em thường gặp. Ngoài ra, người ra đề cũng có thể hỏi về lý thuyết của lực quán tính. Những câu hỏi định nghĩa, nhận biết lực sẽ được sắp xếp để kiểm tra kiến thức. Sự cân bằng lực, lực quán tính có lý thuyết khá đơn giản và dễ hiểu. Các em chỉ cần học thuộc là có thể làm bài tập. Dạng bài tập trắc nghiệm đôi khi cũng dễ đánh lừa các em bằng những câu trả lời không đầy đủ. Hãy chắc chắn rằng, đáp án các em lựa chọn phải là đáp án đúng và đầy đủ nhất. Những câu hỏi trắc nghiệm dạng nhận biết lực. Các em nên ghi nhớ đặc điểm của sự cân bằng lực, lực quán tính. Như vậy các em mới có thể nhận biết được các lực để chọn đáp án đúng. Hai đội đang chơi kéo co Dạng bài vận dụngKhác với những bài trắc nghiệm cho sẵn đáp án. Dạng bài vận dụng sẽ yêu cầu các em vẽ phân tích lực. Đôi khi là tính toán độ lớn của lực. Với dạng bài tập này, các em cần nắm chắc cách biểu diễn lực. Không chỉ vậy, các em còn cần phải nhớ công thức tính toán độ lớn của lực. Phương, chiều, độ lớn đều là những yếu tố các em cần phải quan tâm khi phân tích lực. Sự cân bằng lực, lực quán tính đều có thể phân tích lực. Hãy chú ý đến đề dữ liệu đề bài đưa ra. Đây sẽ là gợi ý lớn trong cách làm bài của các em. Nhiều ví dụ về quán tính Trên đây là tất cả những kiến thức về sự cân bằng lực quán tính được tổng hợp và vận dụng. Chúng tôi đã lấy ví dụ thực tế và lý thuyết. Hy vọng các em có thể ghi nhớ nhanh chóng và hiểu bài dễ dàng hơn. Cảm ơn các em đã đón đọc bài viết này. Những kiến thức về vật lý lớp 8 hiện đang được đăng tải trên trang chủ. Các em hãy đón đọc ngay hôm nay nhé! Đừng quên trang bị thêm kiến thức về cách biểu diễn lực để làm chủ môn học vật lý khó nhằn này.
Trong thực tế cuộc sống xung quanh chúng ta có rất nhiều hiện tượng liên quan đến lực quán tính và ứng dụng của lực quán tính. Các kiến thức liên quan đến lĩnh vực này rất rộng lớn từ cơ bản cho đến nâng cao đều có. Và nếu bạn đọc đang quan tâm và nghiên cứu đến lực quán tính là gì và các kiến thức liên quan để giải thích các hiện tượng và giải bài tập thì hãy tham khảo thông tin tại bài viết dưới đây. Tìm hiểu chung về lực quán tính và cách xác định lực quán tính Quán tính là lực cản của một vật thể nào đó đối với bất kỳ sự thay đổi về vận tốc của nó. Điều này sẽ kéo theo những sự thay đổi về tốc độ hoặc hướng chuyển động của đối tượng. Và tại một khía cạnh nào đó thì quán tính sẽ là xu hướng của các vật thể chuyển động trên một đường thẳng với tốc độ không đổi và khi không có bất kỳ lực nào tác động lên chúng. Khi một vật chịu lực tác dụng nào đó thì chúng sẽ thay đổi vận tốc đột ngột, do mọi vật đều có quán tính. Nói cách khác thì quán tính chính là tính chất giữ nguyên vận tốc và hướng chuyển động của vật. Cụ thể tính chất:
Lực quán tính là gì?Lực quán tính hay lực ảo là một loại lực tác dụng lên vật thể, nó phụ thuộc hoàn toàn vào trạng thái chuyển động của hệ quy chiếu. Lực quán tính xuất hiện và tác dụng lên vật trong hệ quy chiếu không quán tính. Lực quán tính có chiều hoàn toàn ngược với gia tốc
Lực quán tính tỷ lệ với khối lượng của vật thể và gia tốc của hệ quy chiếu không quán tính so với hệ quy chiếu quán tính. Và nó có hướng ngược lại với hướng gia tốc của hệ quy chiếu không quán tính. Trong cổ điển học thì lực quán tính là lực tác động lên vật, nó phụ thuộc hoàn toàn vào trạng thái chuyển động của hệ quy chiếu. Về độ lớn của lực quán tính ta có: Fqt = .lal Về chiều lực quán tính có chiều ngược với gia tốc. Lưu ý: Lực quán tính không có phản lực.
Lực quán tính không tuân theo định luật III Newton bởi nó không có phản lực. Công thức tính lực quán tínhXét một vật có khối lượng là m nằm trong hệ quy chiếu không quán tính. Tại thời điểm đó nhất định hệ quy chiếu không quán tính sẽ chuyển động với gia tốc. So với hệ quy chiếu quán tính vật m sẽ phải chịu thêm các tác dụng của lực quán tính như sau: Trong đó: Fqt: là lực quán tính, đơn vị N. m: là khối lượng của vật, đơn vị kg a: là gia tốc của vật (m/s2) Như vậy, lực quán tính sẽ không thể quy về các loại lực cơ bản – là các lực không bao biến mất dưới phép biến đổi của hệ quy chiếu. Lực quán tính sẽ xuất hiện khi một hệ quy chiếu có gia tốc cao hơn so với hệ quy chiếu khác. Lực này thường được định nghĩa theo cách gia tốc thường xảy ra đó là:
Hệ quy chiếu quán tínhVD:Lực quán tính xuất hiện khi xe phanh gấp và người ta lao về phía trước
Các hệ quy chiếu mà không xuất hiện lực quán tính thì sẽ là hệ quy chiếu quán tính. Các hệ quy chiếu này chuyển động thẳng đều so với một hệ quy chiếu quán tính đều là hệ quy chiếu quán tính. Hệ quy chiếu gắn với mặt đất hoặc những vật chuyển động thẳng đều so với mặt đất cũng được gọi là hệ quy chiếu quán tính. Đối với hệ quy chiếu quán tính thì các định luật Newton nghiệm đúng. Hệ quy chiếu phi quán tínhHệ quy chiếu phi quán tính chính là hệ quy chiếu có xuất hiện lực quán tính. Các hệ quy chiếu gắn với vật chuyển động có gia tốc so với một hệ quy chiếu quán tính đều sẽ là phi quán tính. Các hệ quy chiếu phi quán tính lực quánNghiên cứu về lực quán tính trong hệ quy chiếu Hệ quy chiếu chỉ mang gia tốc tịnh tiếnTa có hệ quy chiếu K’ là hệ quy chiếu phi quán tính chuyển động có gia tốc tịnh tiến so với hệ quy chiếu quán tính K. Mà mọi khối lượng m trong hệ quy chiếu K’ phải chịu tác động bởi lực quán tính tịnh tiến là
Hệ quy chiếu chỉ có chuyển động quayTrong một hệ quy chiếu quay có tốc độ góc thì hệ quy chiếu quán tính và mọi khối lượng m sẽ phải chịu tác động của ba lực quán tính còn lại đó là:
Trong đó, Hệ quy chiếu tổng quátTa có một hệ quy chiếu phi quán tính K’, quay với tốc độ góc là Ω và có tịnh tiến gia tốc là Lực quán tính ly tâmLực quán tính ly tâm là trường hợp đặc biệt của lực quán tính, nó chỉ xuất hiện khi ta chọn hệ quy chiếu gắn với chuyển động tròn. Lực quán tính ly tâm là hệ quả của trường gia tốc xuất hiện trong hệ quy chiếu không quán tính mà trong trường hợp này thì hệ quy chiếu quay. Nhìn trong hệ quy chiếu qua ta sẽ thấy các vật thể vốn chuyển động không thẳng đều trong hệ quy chiếu quán tính và nó bị đẩy ra theo phương xuyên tâm quay. Lực tác dụng và đẩy vật thể ra khi ta quan sát trong hệ quy chiếu này chính là lực ly tâm. Lực quán tính ly tâm sẽ tác dụng lên vật nằm bên trong hệ quy chiếu quay, có phương là đường thẳng nối từ tâm của đường cong với trọng tâm của vật chuyển động. Chiều của nó sẽ hướng từ tâm đường cong ra phía ngoài. Lực ly tâm sẽ tỷ lệ với khối lượng của vật chuyển động, bình phương độ dài và tỉ lệ nghịch với bán kính của đường cong. F = mv3/r= mω2 r Lực hút của Trái Đất F = G(M.m/R2) hướng vào tâm của quả đất. Ngoài ra vật còn chịu tác dụng của lực ly tâm FLT = m.ω2r hướng từ trong trục quay ra ngoài như hình dưới. Lực ly tâm là một trong những thành phần của trọng lực Trên đây là toàn bộ bài viết chia sẻ để trả lời cho câu hỏi quán tính là gì và lực quán tính là gì. Hy vọng những gì chia sẻ tại bài viết sẽ giúp bạn đọc có thêm các kiến thức bổ ích phục vụ cho học tập. Tôi là Nguyễn Tiến Thành – Tôi đã có nhiều năm kinh nghiệm review đánh giá các loại thiết bị vệ sinh công nghiệp và các mẹo làm sạch. Hy vọng những chia sẻ của tôi sẽ đem lại cho các bạn những thông tin hữu ích hơn. |
