Nếu vật chịu tác dụng của nhiều lực thì (overrightarrow F = overrightarrow F_hl = overrightarrow F_1 + overrightarrow F_2 + ... + overrightarrow F_n )
2. Định luật II Niutơn
Biểu thức: (overrightarrow a = fracoverrightarrow F m Rightarrow overrightarrow F = moverrightarrow a )
Độ lớn: (a = fracFm Rightarrow F = ma)
3. Định luật III Niutơn
Vật m1 tương tác với vật m2 thì: (overrightarrow F_12 = - overrightarrow F_21 )
Độ lớn: (F_12 = F_21 Leftrightarrow m_2a_2 = m_1a_1)
II. Phương pháp
1. Phương pháp động lực học
Bước 1: Chọn vật (hệ vật) khảo sát.
Bạn đang xem: Bài tập 3 định luật newton
Bước 2: Chọn hệ quy chiếu gắn với vật (cụ thể hóa bằng hệ trục tọa độ vuông góc; trục tọa độ Ox luôn trùng với phương chiều chuyển động, trục tọa độ Oy vuông góc với phương chuyển động).
Bước 3: Xác định các lực và biểu diễn các lực tác dụng lên vật trên hình vẽ (phân tích lực có phương không song song hoặc vuông góc với bề mặt tiếp xúc).
Bước 4: Viết phương trình hợp lực tác dụng lên vật theo định luật II Niutơn.
(overrightarrow F_hl = sumlimits_i = 1^n overrightarrow F_i = overrightarrow F_1 + overrightarrow F_2 + ... + overrightarrow F_n = moverrightarrow a ) (*)
Bước 5: Chiếu phương trình (*) lên các trục tọa độ Ox, Oy:
(left{ eginarraylOx:F_1 mx + F_2 mx + ... + F_n mx = maleft( 1 ight)\Oy:F_1y + F_2y + ... + F_ny = 0left( 2 ight)endarray ight.)
2. Phương pháp chiếu
- Nếu lực vuông góc với phương chiếu thì độ lớn đại số của F trên phương đó bằng 0
- Nếu lực song song với phương chiếu thì độ lớn đại số của F trên phương chiếu đó bằng:
+ Trường hợp 1: F cùng hướng với chiều dương phương chiếu:
+ Trường hợp 2: F ngược hướng với chiều dương phương chiếu:
Giải phương trình (1) và (2) ta được các đại lượng cần tìm.
* Chú ý: Sử dụng các công thức động học:
- Nếu vật chuyển động thẳng đều thì gia tốc a = 0.
- Các công thức chuyển động thẳng biến đổi đều:
+ (s = v_0t + frac12at^2)
+ (v = v_0 + at)
+ (v^2 - v_0^2 = 2 mas)
- Các công thức của chuyển động tròn đều.
III. Bài tập ví dụ
Bài 1: Một ô tô có khối lượng 2 tấn đang chạy với vận tốc v0 thì hãm phanh, xe đi thêm quãng đường 15 m trong 3s thì dừng hẳn. Tính:
a) Vận tốc v0
b) Lực hãm phanh. Bỏ qua các lực cản bên ngoài.
Hướng dẫn giải
Chọn hệ trục tọa độ Oxy gắn với vật như hình vẽ.
Các lực tác dụng lên vật gồm:(overrightarrow P ,overrightarrow N ,overrightarrow F_h )
Phương trình định luật II Niuton cho vật là:
(overrightarrow P + overrightarrow N + overrightarrow F_h = moverrightarrow a ) (*)
Chiếu phương trình (*) lên trục Oy ta được:
N – P = 0 => N = P (1)
Chiếu phương trình (*) lên trục Ox ta được:
( - F_h = ma)(2)
a)
Áp dụng công thức của chuyển động thẳng biến đổi đều:
(left{ eginarrayls = v_0t + frac12at^2 Leftrightarrow 15 = 3v_0 + frac12a.3^2\v = v_0 + at Leftrightarrow 0 = v_0 + 3 maendarray ight.\ Leftrightarrow left{ eginarraylv_0 = 10m/s\a = - frac103m/s^2endarray ight.)
Vậy v0 = 10 m/s
b)
Từ phương trình (2) (F_h = - ma = - 2.10^3.left( - frac103 ight) = 6666,7N)
Bài 2: Một xe A đang chuyển động với vận tốc 3,6 km/h đến va chạm vào xe B đang đứng yên. Sau va chạm xe A lùi lại với vận tốc 0,1 m/s, còn xe B chạy với vận tốc 0,55 m/s. Cho mB = 200g. Tìm mA.
Xem thêm: Từ Điển Tiếng Việt " Hứng Thú Là Gì ? Hiểu Thêm Văn Hóa Việt
Hướng dẫn giải
Đổi 3,6 km/h = 1 m/s
Ta có: v0A = 1 m/s; vA = 0,1 m/s
v0B = 0; vB = 0,55 m/s
mB = 200 g = 0,2 kg
Gọi t là thời gian tương tác giữa hai xe. Chọn chiều dương là chiều chuyển động của xe A trước va chạm.
Áp dụng định luật III Niuton ta có:
(overrightarrow F_AB = - overrightarrow F_BA ) ( Leftrightarrow m_Boverrightarrow a_B = m_Aoverrightarrow a_A Leftrightarrow m_Bfracoverrightarrow v_B - overrightarrow v_0B Delta t = - m_Afracoverrightarrow v_A - overrightarrow v_0A Delta t)
Chiếu lên chiều dương ta chọn, ta được:
(m_Bfracv_BDelta t = - m_Afrac - v_A - v_0ADelta t)
( Rightarrow m_A = fracm_Bv_Bv_A + v_0A = frac0,2.0,551 + 0,1 = 0,1kg)