Vật lí - Các khái niệm và quan hệ (Phần 7)

1.10 Sơ đồ vật tự do Sơ đồ vật tự do là công cụ rất hữu ích đối với người học vật lí vì chúng giúp họ tách vật mà chúng ta muốn nghiên cứu ra khỏi môi trường của nó sao cho ta có thể khảo sát các lực tác dụng lên nó. Một sơ đồ vật tự do được tạo ra bằng cách vẽ một vòng tròn bao xung quanh vật. Các lực tác dụng lên vật được biểu diễn bằng những mũi tên hướng ra xa khỏi vòng tròn đó. Ví dụ, nếu ta vẽ một sơ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Vật lí - Các khái niệm và quan hệ (Phần 7) Vật lí - Các khái niệm và quan hệ (Phần 7)1.10 Sơ đồ vật tự doSơ đồ vật tự do là công cụ rất hữu ích đối với người học vật lí vìchúng giúp họ tách vật mà chúng ta muốn nghiên cứu ra khỏimôi trường của nó sao cho ta có thể khảo sát các lực tác dụnglên nó. Một sơ đồ vật tự do được tạo ra bằng cách vẽ một vòngtròn bao xung quanh vật. Các lực tác dụng lên vật được biểudiễn bằng những mũi tên hướng ra xa khỏi vòng tròn đó. Ví dụ,nếu ta vẽ một sơ đồ vật tự do của quyển sách giáo khoa này nằmyên trên một cái bàn học, thì ta sẽ vẽ một vòng tròn bao xungquanh quyển sách, và vẽ hai mũi tên biểu diễn các lực tác dụnglên nó, như thể hiện trên Hình 1.32a. Một trong hai lực là trọnglực tác dụng lên quyển sách, hút nó xuống dưới. Lực còn lại làlực do cái bàn đẩy quyển sách lên trên. Lưu ý rằng lực hướngxuống do quyển sách tác dụng lên cái bàn không được vẽ vì lựcnày do quyển sách tác dụng. Lực này sẽ chỉ được thể hiện trongsơ đồ vật tự do của cái bàn.Lưu ý: Sơ đồ vật tự do chỉ thể hiện các lực đang tác dụng lênmột vật. Chúng không thể hiện các lực do vật đó tác dụng.Hai lực trong Hình 1.32a là bằng nhau và ngược chiều; nghĩa là,độ lớn của trọng lực bằng với độ lớn của lực hướng lên do cáibàn tác dụng. Hai lực này là ví dụ của lực cân bằng. Khi mộtvật chịu tác dụng của những lực cân bằng, thì các lực triệt tiêunhau, và vật hành xử như thể không có lực nào tác dụng lên nó.Hình 1.32b là một sơ đồ vật tự do của một quyển sách giáo khoađang rơi tự do. Giả sử sức cản không khí là không đáng kể, lựcduy nhất tác dụng lên quyển sách là trọng lực hướng xuống;không có lực hướng lên cân bằng nữa. Kết quả là lực do trọngtrường tác dụng lên quyển sách là không cân bằng.SƠ ĐỒ VẬT TỰ DOTrong vật lí học chính thống hơn, vật trong sơ đồ vật tự do đượcgiản lược xuống còn một cái chấm biểu diễn khối tâm của vật.Các lực được thể hiện hướng ra xa cái chấm ấy, như trên Hình1.33a. Lưu ý rằng hai cùng chiều được vẽ hơi cách nhau mộtchút. Một cách khác là vẽ những lực song song nối đuôi nhautrên một đường thẳng (Hình 1.33b) + Phóng to hình Vật lí - Các khái niệm và quan hệ