chƯƠng i. cƠ

3/27/2014 Vận động Cơ học 1

CHƯƠNG I

VẬN ĐỘNG CƠ HỌC

1. BÀI MỞ ĐẦU

2. CHUYỂN ĐỘNG CỦA CHẤT ĐIỂM

3. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN

4. VẬN ĐỘNG CỦA CƠ THỂ SỐNG


BÀI MỞ ĐẦU

1. MỤC TIÊU MÔN HỌC

2. TỔNG QUAN VỀ VẬT LÝ

3. ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ

4. ĐO LƯỜNG

5. CÔNG CỤ TOÁN HỌC


1. MỤC TIÊU MÔN HỌC

1. Trình bày được các định luật vật lý cơ bảnchi phối quá trình vận động của tự nhiên

2. Hiểu và giải thích các quá trình vật lý cơ bảnxảy ra trong cơ thể sống

3. Giải thích nguyên lý họat động và ứng dụngcác thiết bị vật lý dùng trong y dược học

4. Sử dụng các thiết bị vật lý trong phân tích,xét nghiệm, chẩn đóan và chưa trị bệnh

5. Biết cách tiến hành thực nghiệm vật ly đểkiểm tra, đo đạc, minh họa và nghiên cứu


TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Bài giảng Vật lý-Lý sinh; Bộ môn Vật lý-Lýsinh; ĐHYD TP.HCM 2014

2. Cơ sở vật lý; David Halliday-RobertResnick-Jearl Walker; NXB GD 2007

3. Vật lý đại cương; Lương Duyên Bình chủbiên; NXB ĐH

4. Giáo trình vật lý đại cương; I.V Xaveliev;NXB ĐH-THCN 1998

5. Giáo trình Lý sinh y học Trường đại học YHà Nội


2. TỔNG QUAN VỀ VẬT LÝVẬT LÝ CỔ ĐIỂN

• Các hiện tượng trong đời sống hàng

ngày thường xảy ra với vận tốc nhỏ và

ở trong một kich thước tương đối lớn.

• Vật lý cổ điển (còn gọi là Cơ học cổ điển

hay Vật lý Newton) nghiên cứu các hiện

tượng với vận tốc nhỏ hơn nhiều so với

vận tốc ánh sáng, và kích thước lớn hơn

nhiều so với kích thước nguyên tử.

http://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=V%E1%BA%ADt_l%C3%BD_c%E1%BB%95_%C4%91i%E1%BB%83n&action=edit&redlink=1

http://vi.wikipedia.org/wiki/T%E1%BB%91c_%C4%91%E1%BB%99_%C3%A1nh_s%C3%A1ng


• Vật lý cổ điển (Vật lý Newton) không thể giảithích được rất nhiều hiện tượng trong tự nhiêntừ cấp độ vi mô đến vĩ mô

• Các hiệu ứng lượng tử xảy ra ở cấp độ nguyêntử (gần 10−9 m), trong khi các hiệu ứng tươngđối tính xảy ra khi vận tốc của vật đạt xấp xỉ vậntốc ánh sáng (gần 3.108 m/s)

• Vật lý hiện đại nghiên cứu các hiện tượng ở cấpđộ vi mô và vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng

2. TỔNG QUAN VỀ VẬT LÝVẬT LÝ HIỆN ĐẠI

http://vi.wikipedia.org/wiki/T%E1%BB%B1_nhi%C3%AAn

http://vi.wikipedia.org/wiki/Nguy%C3%AAn_t%E1%BB%AD

http://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=1_E-9_m&action=edit&redlink=1

http://vi.wikipedia.org/wiki/T%E1%BB%91c_%C4%91%E1%BB%99_%C3%A1nh_s%C3%A1ng

http://vi.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9t_tr%C3%AAn_gi%C3%A2y


2. TỔNG QUAN VỀ VẬT LÝVẬT LÝ HIỆN ĐẠI

• Sự ra đời Vật lý hiện đại nhằm giải thích một số

hiện tượng mà Vật lý cổ điển chưa làm được

• Đồng thời Vật lý hiện đại đã mang lại một cái

nhìn sâu sắc của con người về tự nhiên, đồng

thời thúc đẩy sự tiến bộ của loài người.

• Thuật ngư Vật lý hiện đại ám chỉ nhưng khái

niệm vật lý hậu Newton.

• Vật lý hiện đại dựa trên nền tảng của hai lý

thuyết cơ học lượng tử và thuyết tương đối.

http://vi.wikipedia.org/wiki/C%C6%A1_h%E1%BB%8Dc_l%C6%B0%E1%BB%A3ng_t%E1%BB%AD

http://vi.wikipedia.org/wiki/Thuy%E1%BA%BFt_t%C6%B0%C6%A1ng_%C4%91%E1%BB%91i


2. TỔNG QUAN VỀ VẬT LÝ

CƠ HỌC

LƯỢNG TỬ

THUYẾT TRƯỜNG

LƯỢNG TỬ

V Ậ N T Ố C

Nhỏ hơn nhiều 3.108m/s Gần bằng 3.108m/s

K Í C

H T

H Ư

Ớ C

Nh

ỏ h

ơn

10

-9m

L

ớn

hơ

n 1

0-9

m

VẬT LÝ

CỔ ĐIỂN

CƠ HỌC

TƯƠNG ĐỐI TÍNH


3. ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝCÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

• Đối tượng của vật lý: các vật thể, trường, hiện

tượng, quá trình…(tính chất, cấu tạo, vận động)

• Mỗi thuộc tính của một Đối tượng vật lý được

đặc trưng bởi một hay nhiều Đại lượng vật lý:

khối lượng, nhiệt độ, điện tích, lực, vận tốc…

• Đại lượng vô hướng chỉ có giá trị độ lớn: khối

lượng, nhiệt độ, điện tích…

• Đại lượng có hướng-vectơ có độ lớn, phương,

chiều, điểm đặt: lực, cảm ứng từ, vận tốc…


3. ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ VECTƠ - ĐỊNH LUẬT VẬT LÝ

• Vectơ trong hệ tọa độ xOy được xácđịnh bởi các cặp tọa độ (ax; ay)

• Khi thay hệ bằng x’O’y’ (a’x; a’y)

• Các hệ thức giưa các vectơ (cộng, trừ,nhân…) không phụ thuộc vào hệ tọa độ

• Các hệ thức vật lý (Định luật) độclập với hệ tọa độ

• Ứng dụng: lựa chọn hệ tọa độ phùhợp để giải các bài tóan vật lý

a


3. ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ TỌA ĐỘ VECTƠ

Hình 2-8

Hình 2-9a

A = Axi + Ayj + Azk


4. ĐO LƯỜNGCÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

• Vật lý dựa trên đo lường các đại lượng vàcác biến đổi trong các đại lượng vật lý

• Đơn vị (đ/v) là một số đo đại lượng đượclấy chính xác bằng 1

• Chuẩn là một vật mốc để người ta so sánhtất cả các mẫu khác của đại lượng đó

• Các chuẩn phải vừa khả dụng vừa bất biếnvà được thiết lập bằng thỏa thuận quốc tế

• Đo một đại lượng vật lý là phép so sánh nóvới đại lượng cùng loại được quy ước là đ/v


4. ĐO LƯỜNG MỘT SỐ ĐƠN VỊ CƠ BẢN CỦA SI

• Mét (m) là độ dài của đoạn đường mà

ánh sáng đi được trong chân không

trong thời gian 1/299792458 giây

• Một giây (s) là thời gian để xảy ra

9192631770 dao động của ánh sáng

do nguyên tử xêsi-133 phát ra

• Kilôgam (kg) là khối lượng của 1 chuẩn

gốc platin-iriđi được lưu trư ở gần Pari


5. CÔNG CỤ TOÁN HỌC

• Giải tích Vectơ

- Tọa độ vectơ

- Cộng vectơ

- Tích vô hướng

- Tích vectơ

• Đạo hàm và tích phân

• Phương trình vi phân


5. CÔNG CỤ TOÁN HỌC GIẢI TÍCH VECTƠ

Hình 2-24a

Hình 2-21

A.B = AB cos θ

C=AxB=(ABsinθ)uC(A,B)=ABcosθ


BÀI 2

CHUYỂN ĐỘNG CỦA

CHẤT ĐIỂM

1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM

2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM


1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂMCÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

• Chuyển động của một vật là sự chuyển dời vị trícủa vật đó so với các vật khác trong không gian vàthời gian

• Chất điểm là một vật có kích thước rất nhỏ so vớinhưng kích thước mà ta khảo sát

• Hệ quy chiếu bao gồm vật làm mốc, hệ tọa độ,mốc thời gian và đồng hồ

• Vị trí một hạt đối với gốc hệ tọa độ Đêcac đượcxác định bởi vectơ vị trí: r = xi+yj+zk

• Vectơ vận tốc bằng đạo hàm của vectơ vị trí đốivới thời gian: v = dr/dt

• Vectơ gia tốc bằng đạo hàm của vectơ vận tốcđối với thời gian: a = dv/dt = dr2/dt2 = at+an


1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂMVECTƠ VỊ TRÍ VÀ QUY ĐẠO


1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂMPHÂN TÍCH VECTƠ GIA TỐC


1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM CHUYỂN ĐỘNG THẲNG-CHUYỂN ĐỘNG TRÒN

• Chuyển động thẳng thay đổi đều: an = 0, a = at= const

• Chuyển động tròn:- Vận tốc góc: ω = dφ/dt, φ –góc quay

- Gia tốc góc: β = dω/dt

- Vận tốc dài: v = ω Λ R

- an = v2/R = (ωR)2/R = ω2R

- at = d(ωR)/dt = Rdω/dt = Rβ; at = β Λ R

• Chuyển động tròn đều: ω = const, β = 0

- Vận tốc dài: v = Rω ; an= v2/R = ω2R; at = 0

- Chu kỳ: T = 2π/ω; Tần số: f =1/T = ω/2π


1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM CHUYỂN ĐỘNG TRÒN


1. ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂMTÍNH TƯƠNG ĐỐI CỦA CHUYỂN ĐỘNG

• Chuyển động có tính tương đối phụ thuộc vàohệ quy chiếu (v và a phụ thuộc hệ qc)

• Các hệ chuyển động với vận tốc không đổi đốivới nhau gọi là các hệ quy chiếu quán tính

• Ở vận tốc nhỏ đối với chuyển động cùng mộtchiều, áp dụng công thức cộng vận tốc:

• v = v’ + u

• Ở vận tốc lớn thì công thức trên thay bằng:

•

2

'

'1

v uv

v u

c


2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂMCÁC ĐỊNH LUẬT NEWTON

• Lực và chuyển động:- Lực là số đo của tác động cơ học do các vậthay trường tác dụng lên chất điểm

- Độ lớn của lực xác định qua gia tốc mà nótruyền cho 1 khối lượng chuẩn

• Định luật I Newton:- Nếu hợp lực tác động lên 1 vật bằng khôngthì có thể tìm được các hệ quy chiếu trong đóvật này không có gia tốc

- Các hệ quy chiếu trên gọi là các hệ quy chiếuquán tính (và đ/l trên là định luật quán tính)



• Định luật II Newton:

- Khối lượng là số đo quán tính của các vật vàcác tính chất hấp dẫn của chúng

- Hợp lực ΣF trên vật khối lượng m liên hệ vớigia tốc a của vật: ΣF=ma = mdv/dt

- Đối với vật có khối lượng thay đổi: F=d(mv)/dt

• Định luật III Newton: F = -F’

Các lực tác dụng của 2 vật đối với nhau baogiờ cũng bằng và ngược chiều nhau (nhưngđiểm đặt khác nhau!)



F = F1+F2+F3 = 0

V = const

F = ma

F = -F’


2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂMMỘT SỐ LỰC THƯỜNG GẶP

• Trọng lực của 1 vật là lực hấp dẫn giưa trái

đất và vật đó P=mg

• Lực pháp tuyến N là lực tác dụng lên vật

bởi mặt bị vật ép lên

• Lực ma sát f là lực tác dụng vào 1 vật khi

nó trượt hay định trượt trên 1 mặt nào đó

• Lực căng T là lực tác dụng lên vật bởi 1

dây căng tại điểm buộc


2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂM

Vi dụ khảo sát lực

N = P2 = P.cos α

Fms= kN = kmg.cosα

P

N

0

M

Fms

P1

P2

m

α

α

P = P1 + P2 = mg

ma = P1- Fms

= mgsinα - kmg.cosα

a = g(sinα – kcosα)


2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂMĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN

• Định luật Newton

- Bất kỳ hạt nào cũng hút 1 hạt khác với 1 lựchấp dẫn có cường độ: F = Gm1m2/r

2

- Hằng số hấp dẫn G = 6,67x10-11m3/kg.s2

• Trường hấp dẫn

- Nguyên lý chồng chập: Lực toàn phần F1 tácdụng vào hạt số 1 là tổng của các lực do mọihạt kia: F1 = F12+F13+…F1n = ∫dF

- Thế năng hấp dẫn của 2 hạt: U(r) = -GMm/r



1 2A B 02

m mG

r F F e

1 2

2

m mF G

r



• Trường hấp dẫn của trái đất

- Vận tốc vũ trụ cấp I: vI = (gR)1/2 ~ 8km/s

- Vận tốc vũ trụ cấp II: vII=(2gR)1/2 ~11,2km/s

• Nguyên ly tương đương

- Sự hấp dẫn và sự gia tốc là tương đương

• Các lực của tự nhiên

- Lực hấp dẫn

- Lực điện yếu: lực điện từ và lực yếu

- Lực mạnh: lực gắn proton và nơtron


2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂMCÁC ĐỊNH LÝ VỀ ĐỘNG LƯỢNG

• Động lượng - định lý 1- ĐN động lượng là vectơ K = mv, đặc trưng chokhả năng truyền chuyển động của vật

- F = ma = mdv/dt = d(mv)/dt = dK/dt:

“Lực tác động lên chất điểm bằng đạo hàm độnglượng chất điểm đó theo thời gian”

• Xung lượng - định lý 2- dK = Fdt ΔK = K2 – K1 = ∫Fdt (từ t1đến t2)

- ĐN xung lượng của lực F: J = ∫Fdt (từ t1đến t2)

-”Độ biến thiên động lượng của 1 chất điểm trong 1khỏang thời gian nào đó có giá trị bằng xung lượngcủa lực tác dụng trong khỏang thời gian đó”


2. ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT ĐIỂMCÁC ĐỊNH LÝ VỀ ĐỘNG LƯỢNG

• Định luật bảo toàn động lượng- Đối với hệ chất điểm F = d(Σmivi)/dt

- Nếu hệ cô lập thì F = 0 Σmivi = const

• Động lượng ở tốc độ rất lớn- Khối lượng của 1 vật ở vận tốc v (lớn):

m = m0(1-v2/c2)-1/2

- Động lượng ở tốc độ lớn:

P = mv = m0(1-v2/c2)-1/2 v

• Đ/l II Newton: F = d(m0 (1-v2/c2)-1/2v)/dt


BÀI 3

CHUYỂN ĐỘNG QUAY

CỦA VẬT RẮN

1. CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN

2. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC

3. MOMENT ĐỘNG LƯỢNG


1. CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN

• Chuyển động (cđ) của vật rắn có thể phân tich thành cđ tịnh tiến và cđ quay

• Chuyển động tịnh tiến: - Đặc điểm: Đường thẳng nối 2 điểm bất kỳ của vật luôn

luôn song song với chinh nó (v, a các điểm như nhau)

- Phương trình: (Σmi) x a = ΣFi

• Đặc điểm chuyển động quay vật rắn:- Mọi điểm vật có cùng vận tốc góc ω và gia tốc góc β

- Vectơ vận tốc dài và vectơ gia tốc tiếp tuyến của 1 điểm cách trục quay 1 khoảng r:

v = ω Λ r at = β Λ r


2. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT

RẮN QUANH 1 TRỤC CỐ ĐỊNH


2. CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA VẬT

RẮN QUANH 1 TRỤC CỐ ĐỊNH

• Moment lực đối với trục quay ∆:- Lực gây ra chuyển động quay: Ft

- Moment lực đối với trục quay: M = r Λ Ft

• Moment quán tinh đối với trục quay ∆:Ii = miri

2 I = Σmiri2 I = ∫r2dm

• Phương trình cơ bản chuyển động quay:Fti = miati Mi = ri Λ Fti = mi ri Λ ati

ri Λ ati = ri Λ (β Λ ri) = (ri , ri)β –( ri, β)ri = ri2β

Mi= miri2β M =ΣMi =Σmiri

2β = Iβ M = Iβ


LỰC GÂY RA CHUYỂN ĐỘNG QUAY


MOMENT LỰC ĐỐI VỚI 1 ĐIỂM

VÀ 1 TRỤC CỐ ĐỊNH

Hình 2-27b

Trục lấy mômen

Hình 2-27a

Trục lấy mômen

Trục lấy

mômen

Trục chiếu

Hình 2-36


3. MOMENT ĐỘNG LƯỢNGĐỊNH NGHIA



CÁC ĐỊNH LÝ

• ĐN moment động lượng- Của hệ đối với gốc O: L= ΣLi= Σ riΛ mvi

- Của hệ đối với trục quay: L= ΣriΛmvi= ΣIiωi

- Của vật rắn đối với trục quay: L= (ΣIi)ω=Iω

• Định lý về moment động lượng- dL/dt = d(rΛmv)/dt =r Λ d(mv)/dt + mv Λ dr/dt

= r Λ d(mv)/dt + m(v Λ v) = r Λ d(mv)/dt

= r Λ F = M M = dL/dt

- Đạo hàm các moment động lượng của vật rắn quayquanh trục đối với thời gian bằng tổng các momentngoại lực tác dụng lên vật rắn



CÁC ĐỊNH LÝ

• dL/dt = M = 0 L = const

• Nếu tổng moment ngoại lực đối với gốc O của hệ chất điểm bằng 0 thì moment động lượng của hệ được bảo toàn

• Nếu tổng moment ngoại lực tác dụng lên một vật rắn quay quanh 1 trục cố định bằng 0 thì moment động lượng của vật được bảo toàn: L=Iω = const

• Là định luật cơ bản của tự nhiên, đã được kiểm nghiệm ở tốc độ cao hoặc kich thước nguyên tử.

• Ứng dụng: Múa, xiếc, định hướng tàu vũ trụ


3. MOMENT ĐỘNG LƯỢNGỨNG DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN


SO SÁNH

Chuyển động tịnh tiến

• Độ dời chuyển dài s

• Vận tốc dài v

• Gia tốc dài a

• Lực F

• Khối lượng m

• Động lượng P=mv

• Phương trình F=ma

• Năng lượng E=mv2/2

Chuyển động quay

• Độ dời chuyển góc φ

• Vận tốc góc ω

• Gia tốc góc β

• Moment Lực M=rΛF

• Moment quán tính I

• Moment Đ.lượngL=Iω

• Phương trình M=Iβ

• Năng lượng E=Iω2/2


BÀI 4

VẬN ĐỘNG

CỦA CƠ THỂ SỐNG

1. CÔNG & NĂNG LƯỢNG

2. CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG TRONG CƠ THỂ SỐNG

3. LỰC VÀ CÔNG CỦA CƠ

4. ĐÒN BẨY VÀ CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA CƠ THỂ SỐNG


1.CÔNG & NĂNG LƯỢNG ĐỊNH NGHIA CÔNG


1.CÔNG & NĂNG LƯỢNG CÔNG VÀ CÔNG SUẤT

• Công A do lực F sinh ra trong chuyển dời s có trị số: A= (F,s) = Fs cos(F,s)

• Khi lực F thay đổi: dA =(F,ds)

• A = ∫(F,ds) = ∫(Fxdx+Fydy+Fzdz)

• Đơn vị công: J (jun) = 1N.m = 1kg.m2/s2

• Công suất là tốc độ thực hiện công:

• N= dA/dt= (F,ds/dt)= (F,v) (F không đổi)

• Đơn vị công suất: W (oat) = 1J/s

• Vật rắn quay: dA= (F,ds)= Ftds= Ftr.dφ= Mdφ N = dA/dt = Mdφ/dt = M.ω = (M,ω)


1.CÔNG & NĂNG LƯỢNG CÁC DẠNG NĂNG LƯỢNG

• Năng lượng là khả năng gây ra sự biến đổi, làsố đo gắn với 1 trạng thái của 1 hay nhiều vật

• Năng lượng gắn liền với sự vận động tương đốicủa vật được gọi là Động năng.

• Nhiệt năng là một dạng động năng liên quanđến chuyển động hỗn loạn của các phân tử

• Năng lượng mà vật chất có được do vị tri hoặccấu trúc của nó gọi là Thế năng.

• Hoa năng là thế năng có săn được giải phóngtrong các phản ứng hóa sinh

• Trong cơ thể năng lượng được trao đổi, chuyểnhóa giưa các dạng và sử dụng để sinh Công


2. CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG

TRONG CƠ THỂ SỐNG

• Các sinh vật tương tác, trao đổi vật chất (chất dinh dương) và năng lượng với môi trường

• Các chất dinh dương quay vòng bên trong hệ sinh thái: chất khoáng mà cây cần quay lại đất do phân hủy lá rụng, cây chết...

• Năng lượng được truyền qua hệ sinh thái: Ánh sángđồng hóadị hóacông và nhiệt

• Mọi sinh vật đều cần năng lượng để hoạt động

• Sự chuyển hóa của sinh vật làm chuyển đổi vật chất và năng lượng tuân theo các định luật nhiệt động học



TRONG CƠ THỂ SỐNG

• Quá trình đồng hóa (tổng hợp, quang hợp):

tiêu thụ năng lượng để xây dựng các cao

phân tử (tich lũy thế năng), vi dụ:

• C02+H20+ ánh sáng Thức ăn + 02

• Quá trình dị hóa (phân hủy, hô hấp tế bào):

giải phóng thế năng (hóa năng) dự trư trong

thức ăn, vi dụ:

• Thức ăn + 02 C02 + H20 + E

• Nguồn gốc năng lượng cơ thể: Mặt trời



TRONG CƠ THỂ SỐNG• Sử dụng năng lượng để tổng hợp các phân tử

cao năng lượng ATP (tich lũy thế năng):

• ADP + P + E ATP-Quá trình hô hấp tế bào;

-Thủy phân glucoza;

-Quá trình quang hợp.

• Giải phóng thế năng dự trư trong ATP để sinh công (co cơ, vận chuyển tich cực...) và nhiệt:

• ATP + H20 = ADP + H3P04 + G;

• G = 30,5 kJ/mol (7,3 kcal/mol ở đ/k chuẩn)

• G = dA + dQ (Công + Nhiệt)


3. LỰC VÀ CÔNG CỦA CƠ

• Lực đàn hồi của cơ:F(x) = -kx (đ/l Hooke)

Thay F(x) = F, k = ES/ℓ, x = -∆ℓ

F = E.S.∆ℓ/ℓ

F- Lực tác dụng lên cơ; E- Môđun dàn hồi S- Tiết diện cơ; ∆ℓ- Độ co cơ; ℓ- độ dài cơ

• Công co cơ (thế năng):W(x) = -∫F(x)dx = 0 - ∫(-kx)dx = k(∆ℓ)2/2

• Tinh đàn hồi của cơ gần với cao su, mođun đàn hồi vào khoảng 104N/cm2.

• Cơ không phải là vật liệu đàn hồi tuyệt đối


3. LỰC VÀ CÔNG CỦA CƠCÔNG CỦA BUỒNG TIM TRÁI

Thành phần tĩnh(thế năng của máu):

A1 = p.dV (nén vào dV ở áp suất p)

Thành phần động (động năng của máu):

A2 = mv2/2 = v2V/2

Công chung của buồng tim trái:

A = pV + v2V/2

– p là áp suất máu

– V là thể tich máu nén vào

– v là tốc độ chảy của máu

– là khối lượng riêng của máu


3. LỰC VÀ CÔNG CỦA CƠCÔNG CỦA TIM

– p = 100 tor = 1,3.104 N/m2;

– V = 60 cm3 = 6.10-5 m3;

– = 1,05.103 kg/m3; v = 0,5 m/s.

A = 1,3.104.6.10-5 + 1,05.103.(0,5)2.6.10-5/2 = 0,8 + 0,008 J ~ 0,81 J

Công của buồng tim phải ~ 0,2J

Công tim trong một chu kỳ co bóp ~ 1 J

Tim co bóp 70 lần/phút

Công của tim = 70 J/phút = 100800 J/24h


4. ĐÒN BẨY- CHUYỂN ĐỘNG QUAY


• Đòn bẩy là vật rắn có một điểm tựa và chịu tác

động hai lực là lực cản và lực phát động

• Điều kiện cân bằng của đòn bẩy là tổng moment

của lực cản và lực phát động bằng 0:

• MP+ MF = 0 PΛLP+ FΛLF = 0 LP/LF = - F/P

P

F

T

Lp LF

F

F

P

P

T T


4. ĐÒN BẨY- CHUYỂN ĐỘNG QUAY


• Chuyển động quay của cơ thể hoạt động theo nguyên tắc đòn bẩy (hệ xương-cơ)

• Lực phát động là lực cơ bắp, lực cản là trọng lượng phần cơ thể bị quay

• Đòn bẩy I: điểm tựa nằm giưa điểm đặt lực cản và lực phát động

• Đòn bẩy II: điểm đặt lực cản nằm giưa điểm tựa và điểm đặt của lực phát động

• Đòn bẩy III: điểm đặt của lực phát động nằm giưa điểm tựa và điểm đặt lực cản


Bài tập 1Từ đỉnh tháp cao 25m ta ném hòn đá theo phương

nằm ngang với vận tốc 15m/s. Bỏ qua sức cản của không khi. Hãy xác định:

1. Quỹ đạo của hòn đá

2. Thời gian chuyển động của hòn đá (từ lúc ném đến lúc chạm đất)

3. Khỏang cách từ chân tháp đến điểm hòn đá chạm đất (còn gọi là tầm xa)

4. Vận tốc, gia tốc tòan phần, gia tốc tiếp tuyến và gia tốc pháp tuyến của hòn đá tại điểm chạm đất

5. Bán kinh cong của qũy đạo tại điểm bắt đầu ném và điểm chạm đất


Bài tập 2

M1

M2

R

Vật M1 có khối lượng m1

Vật M2 có khối lượng m2

Ròng rọc R có khối lượng mr.

Tinh gia tốc a và lực căng T của

sợi dây trong các trường hợp:

1. Vật trượt không ma sát

Dây không dãn

Ròng rọc khối lượng mr =0

2. Vật trượt có hệ số ma sát k

Dây không dãn

Ròng rọc khối lượng r =0

3. Vật trượt có hệ số ma sát k

Dây không dãn

Ròng rọc khối lượng mr khác 0


Bài tập 3

• Xác định gia tốc

của vật m1 trong

hình vẽ, biết rằng

m1 chuyển động

xuống dưới.

Bỏ qua ma sát,

khối lượng của

ròng rọc và dây


Câu hỏi thảo luận

• Tại sao ta thấy có lợi khi có hai chuẩn khối lượng là kilôgam và nguyên tử cacbon-12?

• Khi bạn đứng thẳng, thì quán tinh quay của bạn đối với trục nào là nhỏ nhất và lớn nhất? Bạn có thể làm thế nào để thay đổi giá trị quán tinh quay của bạn?

• Một bánh đà nặng, quay nhanh có thể dùng để giư cho tàu khỏi tròng trành. Nếu bánh đà được lắp cho trục quay của nó vuông góc với sàn tàu, thì tác dụng của nó thế nào, khi tàu chực ngả nghiêng, từ bên này sang bên kia?

• Tại sao cầm một vật nặng thì mệt người mà không có công nào được thực hiện?

chƯƠng i. cƠ

Documents