Nhà thiên tài Isaac Newton
Có 1 câu chuyện về trái táo rơi trúng đầu. Một câu chuyện tưởng chừng bình thường nhưng lại làm nên 1 thiên tài!
Isaac Newton là nhà thiên tài – người có ảnh hưởng rất to lớn đến lịch sử nhân loại. 3 định luật Newton của ông: Định luật I Newton, định luật II Newton, định luật III Newton được công nhận và được ứng dụng rộng rãi.
Isaac Newton (25 tháng 12 năm 1642 hoặc 4 tháng 1 năm 1643 – 20 tháng 3 năm 1726 hoặc 1727) là một nhà vật lý, nhà thiên văn học, nhà triết học, nhà toán học, nhà thần học và nhà giả kim người Anh, được nhiều người xem là một trong những nhà khoa học vĩ đại và có tầm ảnh hưởng lớn nhất trong lịch sử với vai trò là nhân vật chính trong cuộc cách mạng khoa học. Chúng ta cùng tìm hiểu đôi nét về nhà thiên tài này trước khi nghiên cức 3 định luật Newton nhé!
Tóm tắt tiểu sử
Isaac Newton
- Sinh ngày: 4 tháng 1 năm 1643 [Lịch cũ: 25 tháng 12 năm 1642] tại Lincolnshire, Anh
- Mất ngày: 31 tháng 3 năm 1727 (84 tuổi) [Lịch cũ: 20 tháng 3, 1726 (83 tuổi)] tại Kensington, Luân Đôn, Anh
- Quốc tịch: Anh
- Học vấn: Tiến sĩ
- Công trình: Cơ học Newton, vạn vật hấp dẫn, vi phân, quang học, định lý nhị thức.
- Chuyên ngành: Tôn giáo, vật lý, toán học, thiên văn học, triết học, giả kim thuật.
- Nơi công tác: Đại học Cambridge Hội Hoàng gia
- Người hướng dẫn luận án tiến sĩ: Isaac Barrow, Benjamin Pulleyn
- Các nghiên cứu sinh nổi tiếng: Roger Cotes, William Whiston
Nguồn: Wikipedia
3 định luật Newton
Định luật 1 Newton
Phát biểu định luật 1 Newton
Đinh luật 1 Newton hay định luật quán tính được phát biểu như sau:
Một vật thể sẽ giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều nếu như không có một lực nào tác dụng lên nó hoặc nếu như tổng các lực tác dụng lên nó bằng không.
Phát biểu khác:
Trong mọi vũ trụ hữu hình, chuyển động của một chất điểm trong một hệ quy chiếu cho trước Φ sẽ được quyết định bởi tác động của các lực luôn triệt tiêu nhau khi và chỉ khi vân tốc của chất điểm đó bất biến trong Φ. Nói cách khác, một chất điểm luôn ở trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều trong hệ quy chiếu Φ trừ khi có một ngoại lực khác 0 tác động lên chất điểm đó.
Biểu thức định luật 1 Newton
Ý nghĩa
Định luật Newton 1 chỉ ra rằng lực không phải là nguyên nhân cơ bản gây ra chuyển động của các vật. Hay đúng hơn là nguyên nhân gây ra sự thay đổi trạng thái chuyển động (thay đổi vận tốc/động lượng của vật).
Ví dụ
- Đang ngồi trên xe chuyển động thẳng đều. Xe rẽ sang trái: tất cả các hành khách đều nghiêng sang phải theo hướng chuyển động cũ.
- Đang ngồi trên xe chuyển động thẳng đều. Xe đột ngột hãm phanh: tất cả các hành khách trên xe đều bị chúi về phía trước…
Định luật 2 Newton
Phát biểu định luật 2 Newton
Sự biến thiên động lượng của một vật thể tỉ lệ thuận với xung lực tác dụng lên nó, và véc tơ biến thiên động lượng này sẽ cùng hướng với véc tơ xung lực gây ra nó. Hay gia tốc của một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật. Độ lớn của gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật.
Biểu thức định luật 2 Newton
Trong đó:
- Véc tơ F – là tổng ngoại lực tác dụng lên vật (đơn vị N)
- Véc tơ a – là gia tốc (đơn vị m/s²)
- m – là khối lượng vật (đơn vị kg)
Trong trường hợp vật chịu cùng lúc nhiều lực tác dụng F1, F2…Fn thì F là hợp lực của các lực:
Ý nghĩa
Công thức định luật Newton thứ 2 phổ biến: F = m.a , với F là ngoại lực tác dụng lên vật (N), m là khối lượng của vật (kg), a là gia tốc của vật (m/s²)
Khối lượng và mức quán tính
Định nghĩa: Khối lượng là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật.
Tính chất của khối lượng:
- Khối lượng là một đại lượng vô hướng, dương và không đổi đối với mỗi vật.
- Khối lượng có tính chất cộng.
Trọng lực và trọng lượng
Trọng lực: là lực của Trái Đất tác dụng vào vật, gây ra cho chúng gia tốc rơi tự do. Trọng lực được kí hiệu là véc tơ P. Ở gần trái đất trọng lực có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống. Điểm đặt của trọng lực tác dụng lên vật gọi là trọng tâm của vật.
Độ lớn của trọng lực tác dụng lên một vật gọi là trọng lượng của vật, kí hiệu là P. Trọng lượng của vật được đo bằng lực kế. Công thức tính trọng lượng:
Định luật 3 Newton
Sự tương tác giữa các vật
Khi một vật tác dụng lên vật khác một lực thì vật đó cũng bị vật kia tác dụng ngược trở lại một lực. Ta nói giữa 2 vật có sự tương tác.
Phát biểu định luật 3 Newton
Định luật Newton thứ 3 được phát biểu như sau:
Đối với mỗi lực tác động bao giờ cũng có một phản lực cùng độ lớn, nói cách khác, các lực tương tác giữa hai vật bao giờ cũng là những cặp lực cùng độ lớn, cùng phương, ngược chiều và khác điểm đặt.
Biểu thức định luật 3 Newton
Lực và phản lực
Một trong hai lực tương tác giữa hai vật gọi là lực tác dụng còn lực kia gọi là phản lực.
Đặc điểm của lực và phản lực :
- Lực và phản lực luôn luôn xuất hiện (hoặc mất đi) đồng thời.
- Lực và phản lực có cùng giá, cùng độ lớn nhưng ngược chiều. Hai lực có đặc điểm như vậy gọi là hai lực trực đối.
- Lực và phản lực không cân bằng nhau vì chúng đặt vào hai vật khác nhau.
Ý nghĩa
Định luật Newton thứ 3 chỉ ra rằng lực không xuất hiện riêng lẻ mà xuất hiện theo từng cặp động lực-phản lực. Nói cách khác, lực chỉ xuất hiện khi có sự tương tác qua lại giữa hai hay nhiều vật với nhau. Cặp lực này, định luật 3 nói rõ thêm, là cặp lực trực đối. Chúng có cùng độ lớn nhưng ngược chiều vật A và B.
Hơn nữa, trong tương tác: A làm thay đổi động lượng của B bao nhiêu thì động lượng của A cũng bị thay đổi bấy nhiêu theo chiều ngược lại.
Tìm hiểu thêm về Định luật vạn vật hấp dẫn Newton
Các dạng bài tập về định luật Newton
Áp dụng 3 định luật Niu-tơn
Hướng dẫn giải
- Áp dụng định luật II Newton
- Áp dụng định luật III Newton
Bài tập minh họa
Bài 1. Một ô tô có khối lượng 1 tấn đang chuyển động với v = 54 km/h thì hãm phanh. Chuyển động chậm dần đều. Biết lực hãm 3000N. a) Xác định quãng đường xe đi được cho đến khi dừng lại. b) Xác định thời gian chuyển động cho đến khi dừng lại.
Hướng dẫn giải: Chọn chiều + là chiều chuyển động, gốc thời gian lúc bắt đầu hãm phanh.
Bài 2: Một quả bóng m = 0,4 kg đang nằm yên trên mặt đất. Một cầu thủ dá bóng với lực 300N. Thời gian chân tác dụng vào quả bóng là 0,015s. Tính tốc độ của quả bóng lúc bay đi.
Hướng dẫn giải:
- a = F / m = 750 m / s²
- Vận tốc của quả bóng lúc bay đi là: v = vo + a.t = 11,25 m/s
Bài tập tự luyện về định luật Newton
Bài 1: Cho viên bi A chuyển động tới va chạm vào bi B đang đứng yên, vA = 20m/s. Sau va chạm bi A tiếp tục chuyển động theo phương cũ với v = 10m/s. Thời gian xảy ra va chạm là 0,4s. Tính gia tốc của 2 viên bi, biết mA = 200g, mB = 100g.
Bài 2: Một vật đang đứng yên, được truyền 1 lực F thì sau 5s vật này tăng v = 2m/s. Nếu giữ nguyên hướng của lực mà tăng gấp 2 lần độ lớn lực F vào vật thì sau 8s. Vận tốc của vật là bao nhiêu?
Bài 3: Lực F1 tác dụng lên viên bi trong khoảng Δt = 0,5s làm thay đổi vận tốc của viên bi từ 0 đến 5 cm/s. Tiếp theo tác dụng lực F2 = 2.F1 lên viên bi trong khoảng Δt =1,5s thì vận tốc tại thời điểm cuối của viên bi là? ( biết lực tác dụng cùng phương chuyển động).
Bài 4: Một ô tô có khối lượng 500 kg đang chuyển động thẳng đều thì hãm phanh chuyển động chậm dần đều trong 2s cuối cùng đi được 1,8 m. Hỏi lực hãm phanh tác dung lên ô tô có độ lớn là bao nhiêu?
Bài 5: Lực F truyền cho vật khối lượng m1 thì vật có gia tốc a1 = 2 m/s², truyền cho vật khối lượng m2 thì vật có a2 = 3 m/s². Hỏi lực F sẽ truyền cho vật có khối lượng m3 = m1 + m2 thì vật có gia tốc là bao nhiêu?
Kiến thức tham khảo
Bài viết liên quan: Công và công suất
Bài viết liên quan: Định luật bảo toàn năng lượng
Bài viết tham khảo: Định luật Kirchhoff 1 + 2
Bài viết tham khảo: Định luật Ohm
Chuyên mục tham khảo: Vật lý học
Nếu các bạn có bất cứ thắc mắc vui lòng comment phía dưới hoặc Liên hệ chúng tôi!
Chúng tôi luôn sẵn sàng đem lại những giá trị tốt đẹp cho cộng đồng!
Youtobe Facebook Twitter