1.4 CƠ HỌC VẬT RẮN VẬT LÝ 1

NỘI DUNG

PART4

VL1

1.4.1 các DẠNG CHUYỂN ĐỘNG của vật rắn

1.4.2 PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN của vật rắn

quay quanh trục cố định

1.4.3 MÔMEN QUÁN TÍNH của vài vật rắn

đơn giản

1.4.4 ĐỘNG NĂNG của vật rắn quay quanh trục

cố định

1.4.5 ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN MÔMEN ĐỘNG

LƯỢNG của vật rắn

23/10/2019 1

23/10/2019 2

❖ Vật rắn là vật mà khoảng cách

giữa hai điểm bất kỳ của nó không

đổi. Nói cách khác, hình dạng của

vật rắn không thay đổi trong quá

trình chuyển động của nó.

❖Một chuyển động bất kỳ của vật rắn có thể biểu diễn như tổng hợp

hai dạng chuyển động cơ bản là chuyển động tịnh tiến và chuyển

động quay

1.4.1 CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN

1. Tịnh tiến

23/10/2019 3

+Định nghĩa: tất cả các điểm trên VR sẽ quét thành

những đường (thẳng, cong) song song với nhau

23/10/2019 4

1.4.1 CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN

1. Tịnh tiếnm1

1

nO

x

y

z

mi

mn

CM

C

❖ Khối tâm:

1

1

=

= n

CM i i

i

r m rm

Nếu khối lượng của vật rắn là một phân bố liên tục

thì: 1= CM

m

r rdmm

❖Đặc điểm của khối tâm:

•Vận tốc của khối tâm •Gia tốc của khối tâm

1 1 1

1 1 1n n nC i

C i i i i

i i i

dr drv m m v p

dt m dt m m= = =

= = = =

= CMP mv

1 1 1

1 1 1n n nC i

C i i i i

i i i

dv dva m m a F

dt m dt m m= = =

= = = =

= CMF ma

CÂU 3: Lưu huỳnh dioxide là một hợp chất hóa học với công thức SO2. Chất khí này là sản phẩm

chính của sự đốt cháy hợp chất lưu huỳnh và nó là một mối lo môi trường đáng kể.

Để đơn giản khi tính toán, lấy khoảng cách giữa S và O là SO

= 143pm, góc giữa O-S-O là OŜO = 1200, khối lượng của O là

mO = 16g, và khối lượng của S là mS = 32g. Xác định tọa độ

khối tâm CM của phân tử SO2 này khi hệ tọa độ được gắn

như hình sau:

1.4.1 CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN

2. Quay quanh trục một trục cố định

23/10/2019 6

❖Định nghĩa

Chuyển động quay quanh trục của vật rắn là

chuyển động mà các chất điểm của vật rắn có quỹ

đạo là những vòng tròn tâm nằm trên trục quay và

bán kính bằng khoảng cách từ chất điểm đến trục

quay.

❖Đặc điểm

1 2 3 ... = = =

1 2 3 ... = = =

i i i i

i i i i

v R R

a R R

= =

= =

Tuy nhiên:

Chất điểm nào càng xa trục thì gia tốc tiếp tuyến (a), vấn tốc

dài (v) càng lớn, chất điểm nằm trên trục thì gia tốc tiếp tuyến,

vận tốc dài bằng không

1.4.2 PHƯƠNG TRÌNH CHUYỂN ĐỘNG

1. Mômen lực đối với trục quay

23/10/2019 7

1

n

i i

i

M r F=

=

2. Mômen động lượng vật rắn quay

1

n

i i

i

L r p=

= 2

1

n

i i

i

L m r=

→ =

2

1

n

i i

i

I m r=

=Đặt:

L I=

L I→ =

“I là mômen quán tính”

3. Ptcb của vật rắn quay quanh trục cố định

d LM M I

dt= → =

2

m

I r dm=

1.4.3 MÔMEN QUÁN TÍNH CỦA VÀI VẬT RẮN ĐƠN GIẢN

1. Trục quay qua khối tâm

23/10/2019 8

2. Trục quay bất kỳ

ICM ICMICM

ICMICM

ICM

ICM

1.4.4 ĐỘNG NĂNG VẬT RẮN

23/10/2019 9

2 2

1 1

2 2

1

1 1

2 2

1

2

n n

i i i i

i i

n

i i i i i i

i

K m v m v

v R K m R

= =

=

= =

= =

1. Chuyển động quay

2. Chuyển động tịnh tiến

3. Chuyển động tổng quát

21

2→ =qK I

21

2=ttK mv

2 21 1

2 2= +tpK mv I

BÀI TOÁN

Hình bên là hình ảnh một bánh xe

bao gồm 1 vành bánh xe có khối

lượng M =5kg, và 8 căm (còn gọi là

tăm hay nan), mỗi căm có khối

lượng m =1kg và dài R =0,4m,

đang lăn trên mặt đường phẳng với

vận tốc góc ω = 80 rad/s.

CÂU 1) Xác định moment quán

tính (I1) của Vành bánh xe và

moment quán tính (I2) của mỗi căm

xe.

CÂU 2) Tính động năng toàn phần

của bánh xe.

1.4.5 BẢO TOÀN MÔMEN ĐỘNG LƯỢNG

23/10/2019 11

0 onsd L

M L I c tdt

= = → = =

https://www.youtube.com/watch?v=jjoF4G4DBPs

23/10/2019 12