Ví dụ định luật 2 Niu-tơn

Câu hỏi: Ví dụ định luật 2 Niu-tơn

Lời giải:

Định luật II Niutơn

Gia tốc của một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật. Độ lớn của gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật.

Ví dụ:  Hai bạn An và Toàn thực hiện thử thách kéo hai hòn đá trên mặt bàn. Với cùng một lực như nhau, hòn đá của An nặng hơn của Toàn rất nhiều nên nó tăng tốc rất chậm, gia tốc mà nó nhận được nhỏ, còn hòn đá của Toàn nhẹ hơn nên có thể dễ dàng di chuyển và tăng tốc, gia tốc mà nó nhận được lớn. Như vậy, gia tốc tỉ lệ nghịch với khối lượng.

Cùng Top lời giải tìm hiểu thêm về kiến thức liên quan!

I. Định luật 1 Niutơn 

1. Định luật:

Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng không, thì vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều.

II. Định luật II Niutơn

1. Định luật :

Gia tốc của một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật. Độ lớn của gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật.

2. Khối lượng và mức quán tính

a) Định nghĩa: Khối lượng là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật.

b) Tính chất của khối lượng:

+ Khối lượng là đại lượng vô hướng, dương và không đổi đối với mỗi vật

+ Khối lượng có tính chất cộng: Khi nhiều vật được ghép lại thành một hệ vật thì khối lượng của hệ bằng tổng khối lượng các vật đó.

c) Trọng lực. Trọng lượng 

- Trọng lực:

+  Là lực của Trái Đất tác dụng vào vật, gây ra cho chúng gia tốc rơi tự do. 

+ Ở gần Trái đất, trọng lực có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống. Điểm đặt tại trọng tâm của vật.

- Trọng lượng:

+ Độ lớn của trọng lực tác dụng lên một vật gọi là trọng lượng của vật, kí hiệu là P.

+ Công thức của trọng lực: 

III. Định luật III Niutơn

1. Định luật :

Trong mọi trường hợp, khi vật A tác dụng lên vật B một lực thì vật B cũng tác dụng lại vật A một lực. Hai lực này cùng nằm trên một đường thẳng, có cùng phương nhưng ngược chiều.

Ta có:

2. Lực và phản lực

- Trong tương tác giữa hai vật, một lực gọi là lực tác dụng còn lực kia gọi là phản lực

- Lực và phản lực có những đăc điểm sau:

+ Lực và phản lực luôn xuất hiện đồng thời

+ Lực và phản lực là hai lực trực đối 

+ Lực và phản lực không cân bằng nhau vì chúng đặt vào hai vật khác nhau.

* Chú ý: Sử dụng các công thức động học:

- Nếu vật chuyển động thẳng đều thì gia tốc a = 0.

Chuyển động thẳng đều và các công thức

Chuyển động thẳng đều là chuyển động có quỹ đạo là đường thẳng và có vận tốc trung bình như nhau trên mọi quãng đường.

+ Vận tốc trung bình: vtb=s/t

+ Quãng đường: s=vtb.t=vt

- Chuyển động thẳng biến đổi đều và các công thức

Chuyển động thẳng biến đổi đều là chuyển động có quỹ đạo là đường thẳng và có độ lớn của vận tốc tức thời tăng đều hoặc giảm đều theo thời gian.

+ Chuyển động thẳng có độ lớn vận tốc tức thời tăng đều theo thời gian là chuyển động nhanh dần đều.

+ Chuyển động thẳng có độ lớn vận tốc tức thời giảm đều theo thời gian là chuyển động giảm dần đều.

+ Quãng đường: 

+ Vận tốc: 

+ liên hệ giữa gia tốc, vận tốc và đường đi của chuyển động thẳng nhanh dần đều:

- Chuyển động tròn đều và các công thức

Chuyển động tròn là chuyển động có quỹ đạo là một đường tròn. 

Chuyển động tròn đều là chuyển động có quỹ đạo tròn và vật đi được những cung tròn bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau bất kì.

+ Vận tốc: v=Δs/Δt

+ Tốc độ góc: ω=Δα/Δt 

+ Chu kì: T=2π/ω

+ Tần số: f=1/T

+ Gia tốc hướng tâm: 

IV. Bài tập

Bài 1: Một ôtô có khối lượng 1 tấn đang chuyển động với v = 54km/h thì tắt máy, hãm phanh, chuyển động chậm dần đều. Biết độ lớn lực hãm 3000N. Xác định quãng đường xe đi được cho đến khi dừng lại.

    A. 18,75 m.

    B. 486 m.

    C. 0,486 m.

    D. 37,5 m.

Chọn D

Chọn chiều + là chiều chuyển động, gốc thời gian lúc bắt đầu hãm phanh.

Bài 2: Một lực có độ lớn 2 N tác dụng vào một vật có khối lượng 1 kg lúc đầu đứng yên. Quãng đường mà vật đi được trong khoảng thời gian 2s là

    A. 2 m.

    B. 0,5 m.

    C. 4 m.

    D. 1 m.

Chọn C

Áp dụng định luật II Niu-tơn ta được: a = F/m = 2 m/s²

=> Quãng đường mà vật đi được trong khoảng thời gian 2s là:

Bài 3: Một quả bóng khối lượng 200 g bay với vận tốc 90 km/h đến đập vuông góc vào tường rồi bật trở lại theo phương cũ với vận tốc 54 km/h. Thời gian va chạm giữa bóng và tường là 0,05s. Độ lớn lực của tường tác dụng lên quả bóng là 

    A. 120 N.

    B. 210 N.

    C. 200 N.

    D. 160 N.

Chọn D.

Ban đầu bóng có vận tốc: v₀ = 90 km/h = 25 m/s.

Sau va chạm, bóng có vận tốc: v = 54 km/h = 15 m/s.

Chọn chiều (+) cùng chiều chuyển động bật ra của quả bóng.

Định luật III Niu-tơn: