Lực quán tính? Các ví dụ về quán tính?

Câu hỏi: Lực quán tính? Các ví dụ về quán tính?

Lời giải

Khái niệm lực quán tính

Lực quán tính hay còn được gọi là lực ảo. Lực quán tính sẽ xuất hiện trên mọi khối lượng có trong hệ quy chiếu phi quán tính. Hiểu đơn giản, lực quán tính được sinh ra trong hệ quy chiếu phi quán tính, có thể gây biến dạng và gia tốc vật. Khác với các lực khác, lực quán tính không có phản lực. 

Trong cơ học, lực quán tính là dạng lực có tác động lên vật. Đồng thời lực quán tính có thể phụ thuộc hoàn toàn vào trạng thái chuyển động hệ quy chiếu. 

Ví dụ về quán tính

• Trong hai đội kéo co khi một đội đột ngột thả tay. Hiển nhiên đội còn lại sẽ bị ngã về phía kéo của sợi dây đó.
• Khi đi trên xe buýt xe đang chạy bt xe đột ngột thắng lại làm cho hành khách lao về phía trước là do quán tính tác động
• Hay xe đang chạy bt mà ta bóp phanh gấp sẽ làm cho xe ko đứng lai dc mà phải trớn thêm một đoạn là do quán tính
• Khi bút mực của chúng ta bị tắc. Thông thường ta sẽ vẩy mạnh bút để tiếp tục viết được. Khi đó nếu để ý dù dừng đột ngột nhưng mực vẫn tiếp tục chuyển động về phía trước.

Điều này cũng giải thích cho hiện tượng cơ học có trong hệ quy chiếu phi quán tính. Trong trường hợp coi lực quán tính là một thành phần có trong các lực tổng cộng sẽ phù hợp định luật cơ học đó. 

Các hệ quy chiếu chuyển động thẳng đều so hệ quy chiếu quán tính đều là quán tính. Ngược lại hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc với hệ quy chiếu quán tính là phi quán tính. Theo đó, lực quán tính tỉ lệ thuận khối lượng vật thể và gia tốc hệ quy chiếu phi quán tính so với quán tính. Lực này có hướng ngược với hướng gia tốc.

Cùng Top lời giải tìm hiểu chi tiết hơn về Lực quán tính nhé

1. Đặc điểm của lực quán tính

Khi lực tác động càng lớn thì sự biến đổi về trạng thái chuyển động diễn ra càng mạnh, càng nhanh. Từ thuật ngữ quán tính là gì và đặc điểm này, có thể cho ví dụ như: Khi ngồi trên xe máy, bạn thường có xu hướng chúi người về phía trước khi xe phanh gấp.

Ngoài ra, đặc điểm của quán tính còn được thể hiện đó là khi hai vật có khối lượng càng lớn thì việc biến đổi trạng thái chuyển động càng diễn ra chậm hơn. Ví dụ trường hợp xe ô tô con và xe bán tải chuyển động cùng vận tốc, tuy nhiên, khi hãm phanh lại với lực cùng độ lớn thì xe bán tải sẽ có thời gian dừng lại lâu hơn.

2. Công thức tính lực quán tính

Trong hệ quy chiếu phi quán tính, xét một vật có khối lượng m. Tại một thời điểm nhất định hệ quy chiếu chuyển động với gia tốc (a) so hệ quy chiếu quán tính. Lúc này, vật (m) chịu tác dụng lực quán tính. Ta có công thức để tính lực quán tính là:

Trong đó:

• Fqt: Lực quán tính, đơn vị (N)
• m: Khối lượng của vật
• a: Gia tốc có trong hệ quy chiếu chuyển động, đơn vị (m/s2)

Lực quán tính xuất hiện khi một hệ quy chiếu có gia tốc lớn hơn so với hệ quy chiếu khác. 

Hệ quy chiếu phi quán tính lực quán

• Hệ quy chiếu chỉ có gia tốc tịnh tiến

Ta gọi K’ là hệ quy chiếu phi quán tính, chuyển động gia tốc tịnh tiến so với hệ quy chiếu quán tính K. Mọi khối lượng m trong hệ quy chiếu K’ luôn chịu tác động lực quán tính tịnh tiến F= -ma

• Hệ quy chiếu chỉ có chuyển động quay

Trong hệ quy chiếu quay tốc độ góc là hệ quy chiếu quán tính mọi khối lượng m luôn phải chịu tác động 3 lực quán tính còn lại như sau:

Trong đó, 

 là sự thay đổi vectơ tốc độ góc Ω theo thời gian.

• Hệ quy chiếu tổng quát

Với hệ quy chiếu phi quán tính K’, quay tốc độ Ω , có tịnh tiến gia tốc là a so hệ quy chiếu quán tính K’ mọi khối lượng m phải chịu tác động 4 lực quán tính nêu trên.