Lực quán tính, hệ qui chiếu quán tính, hiện tượng tăng giảm trọng lượng
Chương II: Lực hướng tâm, lực quán tính li tâm, chuyển động li tâm
Lực quán tính là lực xuất hiện trong hệ quy chiếu có gia tốc (hệ quy chiếu phi quán tính), lực quán tính cũng gây biến dạng và gia tốc cho vật, lực quán tính không có phản lực.
Lực quán tính, hệ qui chiếu quán tính, hiện tượng tăng giảm trọng lượng
1/ Hệ quy chiếu quán tính:
2/ Hệ quy chiếu phi quán tính, hệ quy chiếu có gia tốc:
3/ Ví dụ về quy chiếu có gia tốc:
Khi xe chuyển động có gia tốc là ⃗aa→ tiến về phía trước, nếu không có lực ma sát viên bi sẽ đứng yên tại vị trí M so với gốc O và có vị trí là A so với xe.
Trong hệ quy chiếu gắn với xe:
dù không có lực nào tác động vào viên bi nhưng nó vẫn chuyển động đến vị trí của điểm B với gia tốc →a′a′→=-⃗aa→=> đã xuất hiện lực quán tính →Fqt=m→a′=−m⃗aFqt→=ma′→=−ma→ tác dụng lên vật
hệ quy chiếu gắn với gốc O đứng yên là hệ quy chiếu quán tính, hệ quy chiếu gắn với xe chuyển động là hệ quy chiếu có gia tốc (hệ quy chiếu phi quán tính)
4/ Lực quán tính
5/ Hiện tượng tăng, giảm, mất trọng lượng:
Bài toán: một thang máy chuyển động với gia tốc ⃗aa→ chọn hệ quy chiếu gắn với thang máy, tính áp lực mà vật nén lên thang máy trong trường hợp thang máy đứng yên và trong trường hợp thang máy chuyển động, chọn chiều dương là chiều chuyển động của thang máy.
Khi thang máy chưa chuyển động: hệ qui chiếu gắn với thang máy là hệ qui chiếu quán tính.
Khi thang máy chuyển động hệ quy chiếu gắn với thang máy là hệ quy chiếu phi quán tính (hệ quy chiếu có gia tốc a) nên có lực quán tính.
Trường hợp thang máy đi lên: áp lực mà vật m nén lên mặt sàn có độ lớn
Trường hợp thang máy đi xuống: áp lực mà vật m nén lên mặt sàn có độ lớn
Trường hợp đặc biệt nếu thang máy chuyển động xuống với gia tốc a=g => N=0
Nếu vật m đặt lên một chiếc cân trọng lượng, đối với người quan sát đứng trong thang máy gắn với hệ qui chiếu chuyển động có gia tốc sẽ nhìn thấy số chỉ của cân thay đổi lúc tăng, lúc giảm có cả trường hợp bằng 0. Hiện tượng trên được gọi là hiện tương tăng, giảm, mất trọng lượng (không trọng lượng) của vật.
Trong thực tế, khi làm việc ngoài không gian các phi hành gia rơi vào trạng thái không trọng lượng, trước khi được đưa lên không gian, những phi hành gia này phải được huấn luyện trong môi trường không trọng lượng ở trên trái đất được tạo ra bằng cách đưa máy bay trở phi hành gia lên cao sau đó lao xuống với gia tốc bằng gia tốc rơi tự do g.
