Cho ví dụ về quán tính và giải thích

Lực quán tính là gì ? Lực quán tính xuất hiện rất nhiều trong đời sống và hoạt động thường ngày của chúng ta nhưng không hẳn ai cũng biết lực quán tính là gì, cùng khám phá tại bài viết dưới đây.

Nội dung chính Show

Quán tình là gì?
Lực quán tính là gì?
Công thức tính lực quán tính
Tìm hiểu lực quán tính
Hệ quy chiếu phi quán tính lực quán
Lực quán tính ly tâm

Quán tính là lực cản vật thể với bất kỳ sự thay đổi nào về vận tốc của nó. Khi vật tăng hay giảm tốc độ thì đều phải chịu 1 lực quán tính nhất định.

Lực quán tính ngăn những sự thay đổi tốc độ và hướng chuyển động của đối tượng đang chuyển động với vận tốc v. Ở khía cạnh khác thì tính chất này là xu hướng giữ vật chuyển động trên một đường thẳng với tốc độ không đổi và duy trì hướng khi vật không chịu ngoại lực khác.

Khi có lực tác dụng trực tiếp lên vật, mọi vật tăng tốc một cách từ từ do có lực quán tính giữ lại. Nói cách khác, quán tính có tính chất giữ nguyên vận tốc và hướng chuyển động của vật.

Tốc độ thay đổi càng lớn thì lực quán tính sẽ diễn nhanh và mạnh.
Ví dụ như: Người ngồi trên xe ô tô sẽ chúi đầu và người về phía trước khi ô tô phanh gấp do có quán tính. Vì vậy để đảm bảo an toàn, hiện nay các ô tô đều được trang bị túi khí để phòng tránh khi bị tai nạn người ngồi trong xe bị thương khi gặp tai nạn

Vật có khối lượng càng lớn thì quán tính càng lớn.
Ví dụ: Hai ô tô có khối lượng khác nhau và chuyển động cùng một vận tốc. Nếu hãm phanh cùng 1 lực cùng độ lớn thì ô tô có khối lượng lớn hơn sẽ mất nhiều thời gian hơn để dừng lại.

Lực quán tính là một loại lực ảo – Được gọi là lực ảo do nó không hiện diện trực tiếp mà xuất hiện thông qua chuyển động của một vật có khối lượng.

Lực được coi là lực xuất hiện trên mọi vật có khối lượng trong hệ quy chiếu phi quán tính. Hiểu cách khác thì lực quán tính là lực được sinh ra trong hệ quy chiếu phi quán tính, có thể gây biến dạng và gia tốc vật. Lực quán tính không có phản lực.

Trong vật lý cơ học cổ điển, lực quán tính là lực tác động lên vật, thể phụ thuộc hoàn toàn vào trạng thái của hệ quy chiếu. Hơn nữa, ta có thể biến đổi hệ quy chiếu để với hệ quy chiếu mới thì lực này sẽ biến mất.

Lực quán tính không được quy về lực cơ bản( lực cơ bản gồm 4 lực: trọng lực, lực điện từ, lực liên kết mạnh và lực liên kết yếu), lực cơ bản theo tên gọi của mình là các lực không bị biến mất dưới bất kỳ phép biến đổi hệ quy chiếu nào. Hệ quy chiếu chuyển động thẳng đều (gia tốc bằng 0) so với hệ quy chiếu quán tính đều là quán tính. Hệ quy chiếu khi chuyển động có gia tốc a > 0 với hệ quy chiếu quán tính được gọi là phi quán tính.

Lực quán tính tỷ lệ thuận với khối lượng vật có hướng ngược lại với hướng của gia tốc.

Lực quán tính đưa ra tại Vật Lý cơ học cổ điển giải thích hiện tượng cơ học với hệ quy chiếu phi quán tính. Nếu coi lực quán tính là một thành phần trong các lực thì định luật cơ học được thỏa mãn.

Xét một vật có khối lượng m nằm trong hệ quy chiếu phi quán tính. Tại một thời điểm , hệ quy chiếu sẽ chuyển động với gia tốc a so với hệ quy chiếu quán tính. Vật m thời điểm này sẽ chịu tác lựa quán tính, công thức tính sẽ là:

Trong đó:

Fqt: lực quán tính (N) – Newton m: khối lượng của vật

a: là gia tốc vật (m/s2)

Đáp án:

Tham khảo

Giải thích các bước giải:

VD1:Khi đóng đinh vào tường, lực tác động từ đinh vào chiếc búa sẽ làm cho búa dừng lại và đồng thời lục đẩy của búa sẽ làm đinh lún sâu theo quán tính(nếu không có đinh thì chiếc búa sẽ khó mà dừng lại đột ngột)

VD2:Nếu thảm tiếp tục rơi thì lực ma sát của không khí sẽ làm bụi bẩn bay ngược trở lại.Do sự dùng lại đột ngột(vận tốc) tác động từ tay vào thảm(vật có khối lượng) nên đã làm bụi bẩn theo lực quán tính mà vẫn bay ra ngoài.

VD3:Khi xe đạp dừng lại đột ngột(vận tốc) tác động lên xe đạp(vật có khối lượng), người ta khi vẫn tiếp tục lực đạp theo quán tính sẽ bị đẩy về phía trước một khoảng rộng.

VD4:Khi ta vẩy bút,lục ly tâm làm lượng mực trong bút dồn lên ngòi.Nếu tiếp tục vẩy bút mà không dùng lại thì lực ly tâm sẽ làm mực vẩy ra nhiều.Khi dừng lại(vận tốc) tác động lên cây bút(vật có khối lượng) sẽ làm mực theo quán tính mà vẫn bị văng ra

VD5:Khi hai đội kéo sợi dây bằng hai lực cân bằng, sợi dây sẽ giữ yên.Nhưng khi thả tay ra,đội đang kéo vẫn đang tiếp tục lực kéo gây ra sự chênh lệch về lực làm đội kia theo quán tính mà bị ngã ra đằng sau

Chúc bạn học tốt^^

#team happy family

Hay nhất

Xu hướng giữ nguyên trạng thái chuyển động của vật chất được phát biểu lần đầu bởi Galileo Galilei và được Isaac Newton tổng kết lại trong định luật 1 Newton (còn được gọi là định luật quán tính). Mọi vật đều có:

xu hướng giữ nguyên trạng thái đứng yên
xu hướng giữ nguyên trạng thái chuyển động thẳng đều
khi không có ngoại lực tác động vào chúng. Đây chính là chuyển động theo quán tính.

Trong lý thuyết tương đối rộng, chuyển động theo quán tính là chuyển động theo đường trắc địa trong không thời gian.

Ngoài ra, khi có một vật bên trong một vật:

Theo quán tính,vật ở bên trong sẽ chuyển động ngược hướng với chiều chuyển động của vật bên ngoài.

Ví dụ: - Khi vật chuyển động sang trái thì người trong xe sẽ nghiêng sang bên phải.

- Xe buýt đang chuyển động bỗng dừng lại đột ngột thì hành khách sẽ lao về phía trước.

Lực quán tính là một trong những chương trình học quan trọng trong vật lý 10. Tuy nhiên, không phải ai cũng giải thích được khái niệm lực quán tính là gì? Công thức tính như thế nào? Vậy thì hãy khám phá ngay nội dung thông tin chi tiết trong bài viết dưới đây của ruaxetudong.org nhé!

Lực quán tính là gì?

Quán tình là gì?

Quán tính là lực cản của bất kỳ vật thể nào đối với bất kỳ sự thay đổi nào về vận tốc của nó. Điều này bao gồm những sự thay đổi với tốc độ hoặc hướng chuyển động của đối tượng. Ở một khía cạnh của tính chất này là xu hướng của các vật thể tiếp tục chuyển động trên một đường thẳng với tốc độ không đổi và khi không có lực nào tác động lên chúng.

Khi có lực tác dụng, mọi vật đều có thể thay đổi vận tốc đột ngột vì mọi vật đều có quán tính. Nói cách khác, quán tính là tính chất giữ nguyên vận tốc và hướng chuyển động của vật.

Lực tác dụng càng lớn thì biến đổi chuyển động sẽ diễn ra càng nhanh.

Ví dụ như: Người ngồi trên xe ô tô có xu hướng chúi về phía trước khi ô tô phanh gấp do có quán tính.

Hai vật có khối lượng càng lớn thì sự biến đổi chuyển động diễn ra càng chậm

Ví dụ: Hai ô tô có khối lượng khác nhau nhưng chuyển động cùng một vận tốc. Nếu hãm phanh với lực có cùng độ lớn thì ô tô có khối lượng lớn hơn sẽ dừng lại lâu hơn.

>>> Bài viết tham khảo: Thế năng là gì, công thức tính thế năng đàn hồi, trọng trường

Lực quán tính là gì?

Lực quán tính còn có tên gọi khác là lực ảo. Là một lực xuất hiện trên mọi khối lượng trong hệ quy chiếu phi quán tính. Hiểu cách khác, lực quán tính là lực sinh ra trong hệ quy chiếu phi quán tính, lực quán tính có thể gây biến dạng và gia tốc cho vật. Lực quán tính sẽ không có phản lực.

Trong cơ học cổ điển, lực quán tính là lực tác động lên vật, có thể phụ thuộc hoàn toàn vào trạng thái chuyển động của hệ quy chiến. Hơn nữa luôn tìm thấy phép biến đổi hệ quy chiếu để trong hệ quy chiếu mới, lực này sẽ biến mất.

Lực quán tính không thể quy về lực cơ bản, vốn là các lựa không bao giờ biến mất dưới phép biến đổi quy chiếu. Các hệ quy chiếu chuyển động thẳng đều (không có gia tốc) so với hệ quy chiếu quán tính đều là quán tính. Hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc với hệ quy chiếu quán tính là phi quán tính. Lực quán tính sẽ tỷ lệ thuận với khối lượng vật thể và gia tốc của hệ quy chiếu phi quán tính so với quán tính. Lực này sẽ có hướng ngược lại với hướng của gia tốc.

Hệ quy chiếu và lực quán tính

Lực quán tính được đưa ra trong cơ học cổ điển để giải thích cho hiện tượng cơ học trong hệ quy chiếu phi quán tính. Nếu coi lực quán tính như một thành phần nằm trong các lực tổng cộng thì định luật cơ học đó sẽ được thỏa mãn.

Công thức tính lực quán tính

Xét một vật có khối lượng m nằm trong hệ quy chiếu phi quán tính. Tại một thời điểm nhất định, hệ quy chiếu này sẽ chuyển động với gia tốc a so với hệ quy chiếu quán tính. Khi đó vật m sẽ chịu tác lựa quán tính, công thức tính sẽ là:

Trong đó:

Fqt: là lực quán tính (N)
m: là khối lượng của vật
a: gia tốc trong hệ quy chiếu chuyển động (m/s2)

Lực quán tính sẽ xuất hiện khi 1 hệ quy chiếu có gia tốc cao hơn so với hệ quy chiếu khác. Một hệ quy chiếu có thể được gia tốc theo bất kỳ phương pháp nào vì thế lực quán tính sẽ tùy ý. 4 lực quán tính thường được định nghĩa theo cách gia tốc thường xảy ra đó là:

1 lực gây ra bởi 1 gia tốc tương đối bất kỳ theo 1 đường thẳng
Hai lực được tạo ra bất kỳ từ chuyển động quay nào đó (lực coriolis và lực quán tính lý tâm).
Lực cuối hay còn gọi là lực Euler sẽ được sinh ra bởi sự thay đổi của tốc độ quay.

Tìm hiểu lực quán tính

Hệ quy chiếu phi quán tính lực quán

Hệ quy chiếu chỉ có gia tốc tịnh tiến

Ta sẽ gọi K’ là hệ quy chiếu phi quán tính, chuyển động có gia tốc tịnh tiến so với hệ quy chiếu quán tính K. Mọi khối lượng m trong hệ quy chiếu K’ sẽ phải chịu tác động của lực quán tính tịnh tiến Finertial= -ma

Hệ quy chiếu chỉ có chuyển động quay

Trong hệ quy chiếu quay có tốc độ góc là hệ quy chiếu quán tính thì mọi khối lượng m sẽ phải chịu tác động của 3 lực quán tính còn lại đó là:

Trong đó,

là sự thay đổi của vectơ tốc độ góc Ω theo thời gian.

Với hệ quy chiếu phi quán tính K’, quay với tốc độ Ω , có tịnh tiến gia tốc là a so với hệ quy chiếu quán tính K’ thì mọi khối lượng m sẽ phải chịu tác động của 4 lực quán tính kể trên.

Lực quán tính ly tâm

Đây là trường hợp riêng của lực quán tính, nó chỉ xuất hiện khi ta chọn hệ quy chiếu văn với vật có chuyển động tròn. Đây là hệ quả của trường gia tốc, xuất hiện trong hệ quy chiếu không quán tính, mà trong trường hợp này sẽ gọi là hệ quy chiếu quay. Trong hệ quy chiếu quay bạn sẽ thấy các vật thể vốn chuyển động thẳng đều trong hệ quy chiếu quán tính và bị đẩy theo phương xuyên tâm quay. Và lực đẩy của vật thể ra trong hệ quy chiếu chính là lực ly tâm.

Lực quán tính ly tâm thường tác dụng lên vật nằm trong hệ quy chiếu quay, có phương là đường thẳng nối tâm của đường cong với tâm của chuyển động. Chiều hướng từ tâm của đường cong sẽ hướng ra phía ngoài. Lực ly tâm sẽ tỷ lệ với khối lượng của vật chuyển động, bình phương tốc độ dài và tỉ lệ nghịch với bán kính của đường cong.

>>> Bài viết tham khảo: Sóng điện từ là gì| Khái niệm, đặc điểm và ứng dụng

Các ví dụ về quán tính trong cuộc sống

Các ví dụ về lực quán tính

Thật khó để bạn có thể hiểu được lực quán tính, vậy nên ruaxetudong.org sẽ lấy ví dụ để minh chứng rõ nét nhất về khái niệm, định nghĩa này. Đó là:

Khi đóng đinh vào tường thì chiếc búa sẽ dừng lại nhưng chiếc đinh vẫn theo quán tính mà lún sâu vào tường.
Khi rũ bụi bẩn khỏi thảm trải sàn hoặc giẻ lau thì khi giũ thảm rồi dừng lại đột ngột, do quán tính, bụi bẩn sẽ tiếp tục chuyển động và rời ra khỏi thảm.
Khi bút mực của bạn bị tắc, ta vẩy mạnh bút rồi dừng lại đột ngột, theo quán tính mực tiếp tục chuyển động về phía trước và bút tiếp tục viết được.
Hoặc khi kéo co một đội thả tay ra thì đội còn lại sẽ ngã về phía kéo của sợi dây.

Mong rằng những thông tin trên đây về “Lực quán tính là gì, các ví dụ về lực quán tính” hy vọng sẽ giúp ích bạn. Bất kỳ câu hỏi nào cần được giải đáp hay đóng góp ý kiện cho bài viết hoàn thiện hơn, hãy comment phía dưới, chúng tôi sẽ giải đáp và hỗ trợ bạn nhanh chóng