VẬT LÍ 12 - ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN

Tham khảo tài liệu vật lí 12 - động lực học vật rắn, tài liệu phổ thông, ôn thi đh-cđ phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
VẬT LÍ 12 - ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN  Ôn tập Lý 12 chương trình nâng cao – Biên soạn: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thu ận  Trang 1 I. ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮNA. TÓM TẮT LÝ THUYẾT1. Chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định. Khi một vật rắn quay quanh một trục cố định thì mỗi điểm trên vật (không n ằm trên tr ục quay) sẽ v ạchra một đường tròn nằm trong mặt phẵng vuông góc với trục quay, có bán kính b ằng kho ảng cách t ừ đi ểmđó đến trục quay, có tâm trên trục quay. Mọi điểm của vật (không n ằm trên tr ục quay) đ ều quay đ ượccùng một góc trong cùng một khoảng thời gian.* Tọa độ góc: Là tọa độ xác định vị trí của một vật rắn quay quanh một trục cố định bởi góc ϕ (rad) hợpgiữa mặt phẳng động gắn với vật (chứa trục quay và một điểm trên vật không nằm trên trục quay) và mặtphẳng cố định chọn làm mốc có chứa trục quay. Nếu vật chỉ quay theo một chiều và chọn chiều dương là chiều quay của vật thì ϕ ≥ 0.* Tốc độ góc: Là đại lượng đặc trưng cho mức độ nhanh hay chậm c ủa chuyển đ ộng quay c ủa v ật r ắnquanh một trục. Kí hiệu ω; đơn vị rad/s. ∆ϕ dϕ Tốc độ góc trung bình: ωtb = . Tốc độ góc tức thời: ωtt = = ϕ’(t). ∆t dt Liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc: v = ωr.* Gia tốc góc: Là đại lượng đặc trưng cho sự biến thiên của tốc độ góc. Kí hiệu γ ; đơn vị rad/s2. ∆ω dω Gia tốc góc trung bình: γ tb = . Gia tốc góc tức thời: γ tt = = ω’(t). ∆t dt* Các phương trình động học của chuyển động quay: Chuyển động quay đều: (ω = const; γ = 0): ϕ = ϕ0 + ωt. 1 2 Chuyển động quay biến đổi đều (γ = const): ω = ω0 + γ t; ϕ = ϕ0 + ω0t + γ t2; ω2 - ω 0 = 2γ (ϕ - ϕ0). 2Lưu ý: Khi chọn chiều dương cùng chiều quay thì ω > 0, khi đó: nếu γ > 0 thì vật quay nhanh dần; nếu γ <0 thì vật quay chậm dần.* Gia tốc của chuyển động quay: v2 → → Gia tốc pháp tuyến (gia tốc hướng tâm): an ⊥ v ; an = = ω2r. r dv → → = v’(t) = rω’(t) = rγ . Gia tốc tiếp tuyến: at cùng phương với v ; at = dt γ at → → → = 2. → → Gia tốc toàn phần: a = an + at ; a = an + at2 . Góc α hợp giữa a và an : tanα = 2 an ω → →Lưu ý: Vật rắn quay đều thì at = 0  a = an .2. Phương trình động lực học của vật rắn quay.* Momen lực: Là đại lượng đặc trưng cho tác dụng làm quay vật c ủa lực, có đ ộ l ớn M = Fd; trong đó F làđộ lớn của lực tác dụng lên vật; d là khoảng cách từ giá c ủa l ực đ ến tr ục quay (g ọi là cánh tay đòn c ủalực).* Momen quán tính của chất điểm đối với một tr ục quay: Là đại lượng đặc trưng cho mức quán tínhcủa chất điểm đối với chuyển động quay quanh trục đó. I = mr2; đơn vị kgm2.* Momen quán tính của vật rắn đối với một trục quay: Là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính củavật rắn đối với trục quay đó. Momen quán tính là đại lượng vô hướng, có tính c ộng đ ược, ph ụ thu ộc vào hình d ạng, kích th ước, s ựphân bố khối lượng của vật và tùy thuộc vào trục quay. I = ∑ mi ri . 2 i* Các công thức xác định momen quán tính của các khối hình học đồng chất đối với trục đối xứng: 12 - Thanh có chiều dài l, tiết diện nhỏ so với chiều dài: I = ml . 12 - Vành tròn hoặc trụ rổng, bán kính R: I = mR2. 1 - Đĩa tròn mỏng hoặc hình trụ đặc, bán kính R: I = mR2. 2 2 - Hình cầu rổng, bán kính R: I = mR2. 3  Ôn tập Lý 12 chương trình nâng cao – Biên soạn: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thu ận  Trang 2 2 - Khối cầu đặc, bán kính R: I = mR2. 5 12 - Thanh có chiều dài l, tiết diện nhỏ so với chiều dài và trục quay đi qua một đầu của thanh: I = ml . 3* Phương trình động lực học của vật rắn quay quanh một trục cố định: M = Iγ .3. Mômen động lượng - Định luật bảo toàn momen động lượng .* Động lượng của vật rắn quay: L = Iω. Với c ...