Title Chu de 2 - Dong luc hoc chat diem P4 - 38tr.doc ✅

1 Dạng 6. HỆ QUY CHIẾU PHI QUÁN TÍNH  Hệ quy chiếu quán tính (hệ quy chiếu không có gia tốc): Là hệ quy chiếu đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều.  Hệ quy chiếu phi quán tính (hệ quy chiếu có gia tốc): Là hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc so với hệ quy chiếu quán tính.  Trong hệ quy chiếu chuyển động với gia tốc 0a→ so với hệ quy chiếu quán tính, các hiện tượng cơ học xảy ra giống như là mỗi vật có khối lượng m chịu thêm tác dụng của lực qt0Fma→→ gọi là lực quán tính.  Biểu thức định luật II Niu-tơn trong hệ quy chiếu không quán tính: qtFFma→→→ Trong đó:  F→ là tổng các lực tương tác (trọng lực P→ , phản lực N→ , lực ma sát msF→ , lực đàn hồi dhF→ , lực căng dây T→ ,…)  qtF→ là lực quán tính  a→ là gia tốc chuyển động của vật có khối lượng m trong HQC không quán tính  m là khối lượng của vật đang xét. Chú ý:  Trong HQC không quán tính quay đều, lực quán tính ngược chiều với lực hướng tâm, lúc này lực quán tính được gọi là lực quán tính li tâm hay lực li tâm. Có độ lớn là: 2 2 qtlt v FFmmR R  Độ lớn của lực quán tính là: F qt = ma 0 (với a 0 là gia tốc của HQC không quán tính)  Lực quán tính không phải là lực tương tác giữa các vật nên lực quán tính không có phản lực. Chúng cũng gây ra biến dạng hoặc gây ra gia tốc cho vật.  Chuyển động thẳng nhanh dần đều thì qta.v0Fv→→→→  Chuyển động thẳng chậm dần đều thì qta.v0Fv→→→→  Công thức cộng gia tốc: 131223aaa→→→ Với: 13a→ là gia tốc của vật đối với hệ quy chiếu đứng yên, 12a→ là gia tốc của vật đối với hệ quy chiếu chuyển động, 23a→ gia tốc của hệ quy chiếu chuyển động đối với hệ quy chiếu đứng yên.
2 Ví dụ 1: Treo một con lắc trong một toa xe lửa. Biết xe lửa chuyển động thẳng nhanh dần đều với gia tốc a và dây treo con lắc nghiêng một góc  = 15 0 so với phương thẳng đứng. Lấy g = 9,8 m/s 2 . Tính a. Hướng dẫn + Gắn con lắc trong hệ quy chiếu là xe lửa, các lực tác dụng lên vật gồm:  Trọng lực P→  Lực căng dây T→  Lực quán tính qtF→ + Con lắc đứng yên trong hệ quy chiếu gắn với xe lửa nên biểu thức định luật II Niu-tơn lúc này là: qtPFT0→→→ + Chọn hệ trục Oxy như hình + Chiếu ta có: xqtqtqt y TF0TsinF0TsinF PT0PTcos0TcosP      qt2Fa tanagtan2,626(m/s) Pg  Có thể giải cách khác như sau: + Con lắc đứng yên trong hệ quy chiếu gắn với xe nên biểu thức định luật II Niutơn lúc này là: /qtPFT0PT0 →→→→→ + Suy ra /P → và T→ ngược chiều  /P→ có phương sợi dây. + Từ hình vẽ ta có: qt2Fa tanagtan2,626(m/s) Pg Ví dụ 2: Quả cầu khối lượng m treo ở đầu sợi dây trong một chiếc xe. Xe chuyển động thẳng nhanh dần đều đi xuống mặt nghiêng không ma sát. Biết góc giữa mặt nghiêng và mặt ngang là  = 30 o . Xác định góc lệch của dây treo so với phương thẳng đứng khi dây treo cân bằng. Lấy g = 10 m/s 2 . Hướng dẫn + Vì xe chuyển động xuống dốc nên gia tốc của xe là: 0agsin + Gắn con lắc trong hệ quy chiếu là xe ô tô, các lực tác dụng lên vật gồm:  Trọng lực P→  Lực căng dây T→  Lực quán tính qtF→ chuyển động P→ T→ qtF→ x y  xT→ yT→
3 + Vì xe chuyển động đi xuống nhanh dần đều nên gia tốc 0a→ hướng về phía trước do đó vật chịu tác dụng của lực quán qtF→ tính hướng về phía sau như hình vẽ. + Con lắc đứng yên trong hệ quy chiếu gắn với xe nên biểu thức định luật II Niutơn lúc này là: /qtPFT0PT0 →→→→→ /P → và T→ ngược chiều  /P → có phương sợi dây. Từ hình vẽ ta có: 2/22qtqtqtPPF2P.F.cosP,F→→  2/22o22qtqtqtqtPPF2P.F.cos90PF2P.F.sin + Ta có: qt0 Pmg Fmamgsin      2222/Pmgmg.sin2mg.sin  2222/2Pmgmgsinmgcos + Áp dụng định lí hàm số cos ta có: 222//qtFPP2P.P.cos 22/2qt / PPF cos 2P.P     2222 22 mgmgcosmgsin cos 2mg.mgcos    22 o1cossin3 cos30 2.cos2    + Vậy khi cân bằng, dây lệch so với phương thẳng đứng góc o30 .  0a→   T→ qtF→ P→ /P → v→
4 Ví dụ 3: Quả cầu khối lượng m treo ở đầu sợi dây trong một chiếc xe. Xe chuyển động nhanh dần đều đi xuống mặt nghiêng có hệ số ma sát  = 3 5 . Biết góc giữa mặt nghiêng và mặt ngang là  = 30 o . Xác định góc lệch của dây treo so với phương thẳng đứng khi dây treo cân bằng. Lấy g = 10 m/s 2 . Hướng dẫn + Vì xe chuyển động đi xuống dốc nghiêng góc  nên gia tốc của xe là: 0agsincos + Gắn con lắc trong hệ quy chiếu là xe ô tô, các lực tác dụng lên vật gồm:  Trọng lực P→  Lực căng dây T→  Lực quán tính qtF→ + Vì xe chuyển động đi xuống nhanh dần đều nên gia tốc 0a→ hướng về phía trước do đó vật chịu tác dụng của lực quán qtF→ tính hướng về phía sau như hình vẽ. + Con lắc đứng yên trong hệ quy chiếu gắn với xe nên biểu thức định luật II Niutơn lúc này là: /qtPFT0PT0 →→→→→ /P → và T→ ngược chiều  /P → có phương sợi dây. Từ hình vẽ ta có: 2/22qtqtqtPPF2P.F.cosP,F→→  2/22o22qtqtqtqtPPF2P.F.cos90PF2P.F.sin + Ta có: qt0 Pmg Fmamgsincos       2222/Pmgmgsincos2mgsincos.sin  222/Pmg1sincos2sincos.sin   22/222Pmg1cossin + Áp dụng định lí hàm số cos ta có: 222//qtFPP2P.P.cos   22 2/2222 qt / 222 PPF11cossinsincos cos 2P.P 21cossin     0a→   T→ qtF→ P→ /P → v→