Chương I: Dấu của các đại lượng vật lý, chiều dương, hệ qui chiếu
Chương I: Bài tập chuyển động thẳng biến đổi đều
Trong quá trình giải toán vật lý có những đại lượng như vận tốc, gia tốc, công, động lượng, lực xuất hiện giá trị âm làm các bạn bị rối vậy khi đó giá trị âm được hiểu như thế nào? và khi nào thì xuất hiện giá trị âm?
1/ Tìm hiểu về giá trị đại số:
Giá trị đại số của một đại lượng vật lý là giá trị đo bằng “lượng” có thể âm dương hoặc bằng O
ví dụ 1:
a/ một vật chuyển động với vận tốc 10m/s => v = 10m/s (dấu chưa biết)
b/ vật chuyển động với vận tốc 10m/s theo chiều dương => v = +10m/s (lấy dấu +)
c/ vật chuyển động với vận tốc 10m/s theo chiều âm => v = -10m/s (lấy dấu -)
Ví dụ 2:
a/ Vật chịu tác dụng của lực 500N => F = 500 N (dấu chưa biết)
b/ Vật chịu tác dụng của lực 500N theo chiều dương => F = +500N (lấy dấu +)
c/ Vật chịu tác dụng của lực 500N theo chiều âm => F = -500N (lấy dấu -)
Nhận xét:
– Tất cả các đại lượng véc tơ (vận tốc, gia tốc, lực, cường độ điện trường, cảm ứng từ …) đều có giá trị đại số, dấu của các giá trị này phụ thuộc vào chiều dương mà ta chọn hoặc đầu bài chọn. Tuân thủ đúng qui tắc theo chiều dương lấy dấu “+”; theo chiều âm lấy dấu “-”
Về cơ bản tất cả các bài toán liên quan đến đại lượng véc tơ đều phải chọn hệ qui chiếu.
Nguyên tắc chọn:
– Nếu có 1 vật: chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật đó.
– Nếu có 2 vật trở lên: chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật có giá trị đại số lớn hơn để khi cộng trừ ra kết quả + cho nó phù hợp với thực tế.
Chương I: Dấu của các đại lượng vật lý, chiều dương, hệ qui chiếu
– Bạn có thể giải bài toán ra kết quả đúng ngay mà không bị nhầm lẫn dấu của các đại lượng (tăng tốc làm bài tập trắc nghiệm)
– Nhớ 1 số qui ước sau: vận tốc giảm => a < 0; lực cản, lực ma sát; lực hãm F < 0 …
Bài tập 1: một vật 100kg chịu tác dụng của lực kéo Fk = 500N chuyển động theo phương ngang. Biết hệ số ma sát trượt là 0,1. Tính gia tốc của vật, lấy g =10m/s2.
Cách 1: Fk – Fms = ma => a = (Fk – Fms)/m = (500 – µ.mg)/m = 4m/s2
Cách 2: a/ chọn hệ qui chiếu như hình vẽ chiều dướng hướng sang phải
dạng véc tơ: ⃗P+⃗N+→Fk+→Fms=m⃗aP→+N→+Fk→+Fms→=ma→
Chiếu lên phương ngang
Fk – Fms = ma => giải tiếp như cách 1
b/ Chọn chiều dương hướng sang trái
Fms – Fk = -ma => Fk – Fms = ma => giải tiếp như cách 1
Kết luận: dù chọn hệ qui chiếu nào kết quả cuối cùng bạn cũng thu được đáp án tương tự nhau, vậy nên việc chọn hệ qui chiếu khi bắt buộc phải chọn, còn không thì giải nhanh.
Để giải đáp được đọc tiếp phần sau
2/ Dấu của các đại lượng vật lý phụ thuộc vào đại lượng vật lý khác
Ví dụ: động lượng ⃗p=m⃗vp→=mv→; ⃗F=m⃗aF→=ma→
phân tích: ⃗F=m⃗aF→=ma→ => ⃗a=⃗Fma→=F→m
khối lượng m > 0 => ⃗aa→ = + ⃗FF→ nghĩa là ⃗aa→ cùng chiều với ⃗FF→ =>
Trong hệ qui chiếu ta chọn nếu F lấy dấu + thì a lấy dấu + và ngược lại.
Độ lớn a = F/m giả sử m = 5 => a = F/5 => bạn vẽ véc tơ F bình thường sau đó lấy độ dài của ⃗FF→ chia cho 5 ra độ dài của ⃗aa→ chiều thì ⃗aa→ cùng chiều với ⃗FF→
Các dạng đại lượng véc tơ phụ thuộc gặp sau này cũng tương tự.