Xem Nhiều 5/2022 # Giải Toán Vật Lí Thpt Một Số Phương Pháp # Top Trend

Xem 18,117

Cập nhật thông tin chi tiết về Giải Toán Vật Lí Thpt Một Số Phương Pháp mới nhất ngày 25/05/2022 trên website Fcbarcelonavn.com. Hy vọng nội dung bài viết sẽ đáp ứng được nhu cầu của bạn, chúng tôi sẽ thường xuyên cập nhật mới nội dung để bạn nhận được thông tin nhanh chóng và chính xác nhất. Cho đến thời điểm hiện tại, bài viết này đã đạt được 18,117 lượt xem.

--- Bài mới hơn ---

Bể Cá Thủy Sinh Hfjh
Bể Cá Thủy Sinh Hfjh Youth Edition
Bể Mj M460 Dài 46Cm
Cách Làm Một Bể Cá Nước Mặn ⋆ Thủy Sinh Việt Nam
Nghề Làm Bể Cá Thủy Sinh

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

ĐẠ O

GIẢI TOÁN

.Q UY

NH ƠN

LÊ NGUYÊN LONG (Chủ biên) AN VĂN CHIÊU – NGUYỄN KHẮC m ã o

ẦN

HƯ NG

VẬT u CẤ

TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Mã số: 8H795iul

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

CẤ

ẦN

HƯ NG

ĐẠ O

.Q UY

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

L d i NỚI Đ á t i

.Q UY

Ị

ẦN

HƯ NG

ĐẠ O

Trong quyển sách nảyi các tác giả mong muốn hướng người giải toán vật lí đến mục đích hiểu bản chất vật lí học hơn là chỉ nhằm đến đáp s ố bài toán, do đó rất coi trọng việc hưđng dẫif”óự suy nghĩ khi giải toán vật li. ị

_ “2

, _

, „1

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

CẤ

Chuơng I của quyển sá

BỒ

ƯỠ

giáo trình vật lí, và khi cẩn thiết thi chi tiết hóa thêm bằng những gợi ý tương ứng. Bạn nén đọc kĩ các ví dụ minh họa ở mỗi chương đ ể hiểu rõ hơn tính hệ thống và khái quát của những gợi ý đã được giđi thiệu. Điêu quan trọng cần lĩnh hội qua cá c ví dy lả con đường đi đến đáp sổ thông qua việc vận dụng những gợi ý trong chiến lược giải toán. Những bài toán cung cấp ở cuối mỗi chương dành

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

ĐẠ O

.Q UY

NH ƠN

cho bạn đọc thử sức và cũng là phương tiện đ ể bạn tự đánh giá mức độ nắm vững nội dung vấn đẻ’ trình bày trong mỗi chương. Một số bải toán thuộc loại khó so với chuơng trình vật lí trung học nhưng được đưa vào nhẳm nhấn mạnh một điểu quan trọng nảo đó của vật lí học mà bạn có thể hiểu với một sự nỗ lực nhất định. Gặp những để toán khó, bạn có thể tạm thởi gác qua một bén và đọc lại các gợi ỷ củng các ví dụ rồi lại tiếp tục trở lại với bài toán khó: lĩnh hội bao giớ cũng lả một quá trình cẩn có thổi gian!

HƯ NG

Các tác giả hi vọng quyển sách này kích thích được hứng thú giải toán vật lí nới cá c bạn học sinh, thõng qua cách tiếp cận việc giải toán vật lí có thể khổng gio’ng một s ố cuốn sách hiện có thuộc loại này và mong rằng sách s ẽ hữu ích trong việc nâng cao chất lượng học và dạy môn vật li hpc ở nhà trưởng.

ẦN

Các tác giả s ẽ vô củng biết ơn những ý kiến dóng góp của bạn đọc để có thể sửa chữa, hoàn chỉnh hơn trong lẩn tái bản sau. Xin gửi thư góp ý theo địa chỉ:

Ban Biên tập Khoa học tự nhiên

Chi nhánh Nhả xuã’t bản Giáo dục-231 Nguyễn Vần Cừ –

LÊ NGUYÊN LONG (Chủ biên)

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

CẤ

TP Hổ Chí Minh. Điện thoại: 8302103

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

.Q UY

CHƯƠNG I

HƯ NG

I . l . G iả i to á n v ậ t lí đ ể là m gì?

ĐẠ O

HỌC G IẢ I TO Á N V Ậ T LÍ THEO PHONG CÁCH C Ủ A CẢC N H À KHOA HỌC V Ậ T LÍ

-L

Í-

HÓ

CẤ

ẦN

Hơn năm mươi năm trước, khi còn là một học sinh truụg học tôi thường mê mải đúng hàng giờ bên cạnh cha tôi lúc ôiặg gõ ma níp máy điện báo, nhìn những dấu chấm dấu gạch chạy ta trê] băng giấy và lắng tai nghe tiếng “tạch, tạch…” lúc ngắn^lúc dà phát ra từ máy, dể rồi cứ lởn vởn nghĩ rằng “Điện là cái gì mà li lạ thế, kì lạ đến mức có thể gửi những điều ngườỉ ta muốn nói vó nhau đi xa hàng chục, hàng trăm kilômét?”. Đến khi ra sống thành phô”, tôi lại ngạc nhiên và khâm phục hơn nữa sự ki diệu củ diện: bật công tắc “tách” một cái là chiếc bóng điện tròn tròn sán rực – dù chỉ là thứ ánh sáng của bóng đèn điện 25 watt! Nên nc thêm để các bạn biết rằng, thời đó gia đìnji tôi còn chưa đủ điề kiện để sử dụng hàng loạt tiện nghi sinh hoạt về điện như bàn 1 điện (bàn ủi), máy thu thanh vô tuyến điện, còn máy vô tuyế truyền hình (TV) thì vẫn chưa phổ cập. Ây thế mà thế hệ tr chúng tôi đã kinh ngạc về khả năng lớn lao của điện và đã muố hiểu “Điện là gì?”.

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

Thầy giáo dạy môn vậ t lí ở lớp Đệ tứ (tương đương lớ chín bây giờ) của tôi năm đó là một thầy giáo giỏi và dạ rất hay (về sau thầy đỗ bằng T iến sĩ khoa học). The chương trình học thời đó, tôi được th ầy giảng dạy đủ nụ thứ về môn Đ iện học, từ các tác dụng n h iệt, từ, quang… củ điện đến các định luật Ohm, Joule, Faraday…; duy chỉ c câu hỏi “Đ iện là gì?” thì vẫn nằm nguyên khổng lời giải đá trong đầu dc tôi. Cái chú thiếu niên kém thông minh Vi

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

ĩg o a n c ố là tôi năm đó khổng tại nào tập trung được chu ý

HƯ NG

ĐẠ O

.Q UY

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

CẤ

ẦN

Tôi cứ học mà không hiểu và cũng không nhđ nổi điều ì về môn Đ iện học cho đến học kì hai của năm Đệ tứ. Lúc ày lớp chúng tô i đã bắt đầu nhộn nhịp những hoạt động huẩn bị cho kì th i tố t ngh iệp Trung học sẽ được tổ chức ào cuối năm học đó. Tôi g iậ t mình và chợt hiểu rằng, nếu ỉ* không mau mau học thuộc các định luật về điện học và iả i th ành thạo những bài toán về đ iện của chương trình íp Đệ tứ th ì tôi sẽ th i trượt và chết chìm cùng với câu hỏi Điện là gì?”. Thể’ là tôi tự bắt buộc mình phải “tỉnh giấc lộng thắc mắc “điện là gì?” để lao vào học thuộc lí thuyết rong giáo trình vật lí lớp Đệ tứ, đồng thời lùng tìm cho kì ược ipột quyển sá

BỒ

ƯỠ

Khi lê n học tiếp bậc Trung học chuyên khoa Toán-Lí ương đương các lớp Trung học chuyên ban A ngày nay) tôi ếp tục học môn vật lí chủ yếu theo kiểu học thuộc lí tuyết và giải toán vật lí thuộc đủ loại phức tạp khác nhau, lô n g cần và cũng không th ể hiểu “đó ỉà cái gì?”. Tôi nhớ ít rõ, mình đã khổ sở như th ế nào trước những bài toán vô ing rói ren về các loại mạch rẽ trong phần điện học và

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

HƯ NG

ĐẠ O

.Q UY

những bài toán về cắt rồi dí chuyển thấu kính hoặc lăng kính trong phần quang học mà chẳng hiểu để làm gì và mình sẽ gặp ở dâu trong cuộc đời mình ngoạỉ trừ trường hợp có th ể gập lúc đi thi. Mãi sau này, khi đã trõ thành m ột th ầy giáo dạy vật lí, do nhu cầu nghề nghiệp phải đi sáu tìm hiểu khoa học v ậ t lí, tô i mới thấy tiế c nuối cái thời còn là học sinh Trung học khổng được hiểu đầy đủ h ết cái hay, cái đẹp của môn học vậ t lí hơn là những phương trình, con sổ’ và các kiểu giải toán vật lí tương tự các bài toán trong toán học.

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

ẦN

Nhà trường hiện đại luôn, hướng vào việc giới thiệu vđi học sin h môn v ậ t lí học đúng như bản châ’t của nó. Chẳng hạn như tác giả một cuốn sách giáo khoa vật lí khá hay là cuốn “Vật lí học: các nguyên lí và bài toán” xuất bản năm 1995 tạ i Hoa Kì, giáo sư Paul Zitzewitz của Trường Đại học M ichigan-Dearborn, đã v iết trong Lởi nói đ ầ u của cuốn sách đó như sau:

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

CẤ

BỒ

ƯỠ

… Bạn sẽ khám phá ra rằng, vật lí học có quan hệ với con đường hành xử của tự nhiên – tức là với các định luật tự nhiên. Nhiều tiến bộ công nghệ của nền văn minh là kết quả của sự hiểu biết những định luật dó. Học v ậ t lí bạn sẽ có thê góp phần vào sự tiến bộ của cả khoa học và còng nghệ. Bạn cũng có th ể tìm dược cho mình một nghề nghiệp có vận dụng các k ết quả của vật lí học. Và dù thê’ nào đi 7 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

nữa th ì với tư cách một công dân thông hiểu v ật lí học bạn cũng sẽ có nhiều khả năng nh ất giải quyết những vấn đề khó khăn mà n ền cổng nghệ đặt ra cho xã hội chúng ta …”.

ẦN

HƯ NG

ĐẠ O

.Q UY

Cũng như việc học tập môn v ậ t lí nói chung, việc giải toán vật lí ở nhà trường nối riêng không th ể chỉ dừng lại ở sự tìm cách vận dụng các công thức vật lí để giải cho xong các phương trình và đi đến những dáp số’. Quan trọng hơn là g iả i toán v ậ t lí p h ả i g iú p bạn h iểu sâ u han các h iện tượng vậ t lí đ a n g xả y ra trong th iê n n h iê n quanh ta, trong các dối tượng công nghệ của n ề n văn m in h m à ta dang sử d ụng, và từ sự h iể u b iết sâ u sắc đó m à th ú c đ ẩ y bạn học cách g iả i q u yết n h ữ n g vấn đ ề khá c n ha u của đời sốn g và công nghệ sau này.

Muốn đạt được cái đích đó, khi học vật lí cũng như khi giải toán vật lí bạn phải từng bước học cách thức hoạt đỏng mà các nhà khoa học vật lí đã sử dụng để nghiên cứu các h iện tượng vật lí và khám phá ra những quy luật chi phôi các hiện tượng đó. H a i k iể u n h à k h o a h ọ c v ậ t lí: th ự c n g h iệ m v à

CẤ

1.2. lí th u y ế t

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

Vật lí học bắt dầu trở thành một khoa học thực thụ từ thời G alilei Galileo và Isaac Newton (cuối th ế kĩ XVI-đầu th ế kỉ XVII). Suốt từ đó cho mãi đến cuổi thể’ kỉ XIX phương phốp của nó về cơ bản là thực nghiệm : các nhà khoa học ngHiên cứu quan hệ giữa các đại lượng vật lí, đi tìm các định luật vật lí bằng cách sử dụng các th iết bị thí nghiệm dể do lường các đại lượng vật lí. Bước sang th ế kĩ XX, dưđi tác động của cuộc cách mạng khoa học-kĩ thuật lần thứ hai dần dẩn đã hình thành ngày càng dông dảo những nhà khoa học nghiên cứu vật lí theo phương thức mới. Hộ là các nhà v ật lí lí thuyết, di tìm những quan hệ toán hộc mới giữa các đại lượng vật lí quan

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

sá t được nhờ dựa lên những định luật vật ỉí đã tìm ra bằng thực nghiệm và lí thuyết.

HÓ

CẤ

ẦN

HƯ NG

ĐẠ O

.Q UY

Sự phân b iệt các nhà v ật lí thực nghiệm và vật lí li thuyết không phải là tu yệt đối. Nhà bác học người Anh Ernest Rutherford được tặ n g giải thưởng Nobel về vật 1: năm 1908 do các công trình n ghiên cứu thực nghiệm về hiệr tượng p h ó ng xạ, p h ân b iệ t các tia p với các tia a và đí chứng minh bằng thực nghiệm rằng h ạ t a chính là nguyêi tử h eli ion hóa hai lần, khám phá ra nguyên tô’ phóng Xí mới gọi là xạ khí thori. Ông cũng là người đầu tiên đưa r; một mô hình lí thuyết về nguyên tử và h ạt nhân nguyền tủ đổng thời tiê n đoán là có tồn tạ i h ạ t neutron màv. ỵề sa một học trò của ông là nhà v ât lí người Anh J. Chadwick đi chứng minh bằng thực nghiêm rằng quả thực ớo hạ neutron. Còn nhà bác học người Ý Enrico Fermi đưộc tặn giả i thưởng Nobel về vật lí năm 1938 là người đã xây dựn một lí th uyết hoàn chỉnh về phân rã phóng xạ (trong dó 1 thuyết về phân rã bêta của ông dến nay vẫn còn được s dụng để ngh iên cứu các h ạ t cơ bản) đổng thời cũng là ngưâ tham gia trực tiếp vào các công trình nghiên cứu thụ nghiệm về vật lí h ạt nhân, đặc b iệt là những nghiên cứ trong lĩnh vực sử dụng năng lượng hạt nhân (xây dựng I phản ứng h ạ t nhân thí nghiệm đầu tiên của loài người).

Việc n g h iên cứu thực ng h iệm nhìn chung có th ể phá tích ra thành ba giai đoạn: chuẩn bị, đo lường, và xử lí ké

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

-L

Í-

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

HƯ NG

ĐẠ O

.Q UY

quả*. Giai đoạn chuẩn bị bắt đầu từ lúc nhà nghiên cứu nảy ỉinh ý tưởng thí nghiệm nhằm m ột mục đích nghiên cứu xác ỉịn h , cán nhắc những khả n ăn g thực thi th í nghiệm , ch ế :ạo th iết bị mới hoặc cải tiế n th iế t bị hiện có để tiến hành .hí nghiệm . Lúc này, nhà n gh iên cứu không những phải có ũểu b iết đầy đủ về những k ế t quả thực nghiệm đã đạt được :ũng như đặc điểm của th iế t bị dã có, mà còn phải có năng ực dự đoán các k ết quả th í nghiệm sẽ đạt tới để đưa ra Lhững cải tiến cần th iế t hoặc để th iết k ế và chê’ tạo th iết lị mới.

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

HÓ

CẤ

ẦN

Giai đoạn tiếp theo bao gồm việc tiế n hành thử các thí ghiệm để có những điều chỉnh cần th iế t và v iệc thực h iện ác đo lường cơ bản. Đây là giai đoạn đòi hỏi phải có hiểu iế t và kĩ năng vận hành th iết bị, theo dõi và đo lưdng hình xác cấc đại lượng vật lí. N ên b iết rằng, cần phải rèn ìyện đức tính k iên trì và thận trọng, bởi vì thực nghiệm ật lí ngày nay thường phải sử dụng những th iết bị kĩ thuật ÌO cộng vđi những nghiên cứu tin h vi. Chẳng hạn như, gười ta đã phải tiên hành những phép đo ỉường kéo dài ến… 15 năm mđỉ ghi nhân được là cổ tổn tạ i cắc h ạt eutrino trong bức xạ Mặt Trời! Hoặc những phép đo ỉường iện đại xác nhận định luật Coulomb về tĩnh điện học đá ạt đẬn mức chính xác 10’13!

ƯỠ

TO ÁN

-L

Í-

Giai đoạn xử lí sô’ liệu thu đứợc từ thí nghiệm cũng tiôn£ dơn giản. Nhà vật lí thực nghiệm cần có hiểu b iết và i năng tính toán, lập biểu đồ, đọc đồ th ị (hoặc đọc ảnh lụp) và cả sử dụng máy tín h để xử lí sô’ liệu. N ên b iết íng có những thực nghiệm vật lí hiện đại đòi hỏi phải đọc ín… hàng chục ngàn bức ánh trong m ột ngày và người ta

BỒ

* Có thể tìm hiểu chi tiết hơn vấn đề này trong bộ sách “Từ điển bách khoa nhà :li trẻ” do viện sĩ Viện Hàn lâm khoa học Nga A. B. Migdal chủ biên, bản dịch tiếng t của NXB Giáo dục, 2000, trang 480-482.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

đã phải sử dụng công nghệ tự động để chụp, đọc và phân tích những “niíi” thông tin như thế.

ẦN

HƯ NG

ĐẠ O

.Q UY

Nhà vât lí lí thuyết sử dụng toán học để giải các bài toán vật lí thuộc các loại khắc nhau theo phong cách riêng, nhằm tạo dựng lạ i càng chân th ật càng tô’t bức tranh vật lí của th ế giới, trong khi không bỏ qua bất kì sự kiện thực nghiệm đã biết nào cũng như mọi dự đoán lí thuyết có thể có, và nhâ’t th iế t phải kiểm chứng lạ i mỗi k ết luận lí thuyết trên th í nghiệm . B ản c h ấ t v ậ t lí luôn dược đặt lên hàng đầu trong các nghiên cứu vật lí lí thuyết. Cũng vì th ế mà nói riêng, vâ’n đề th ư n guyên của các đại lượng vật lí luôn phải được quan tâm trong các phép tính toán. Lấy ví dụ đơn giản

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

HÓ

CẤ

trở suất p có th ể cho theo đơn vị Q.mhoặc –

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

-L

Í-

Do yêu cầu về bản chât vật lí của các nghiên cứu vật lí mà bất kì nghiên cứu lí thuyết nào dù hoàn mĩ, chặt chẽ đếìx đâu cũng chỉ được công nhận khi được thực nghiệm xác n h ậ n trực tiếp hoặc gián tiếp. Có th ể kể một ví dụ quen thuộc là định luật Coulomb trong tĩnh điện học. Ta đã biết các hiện tượng điện được bắt đầu quan tâm nghiên cứu từ đầu thê kỉ XVIII, nhưng điện học chỉ trở thành một khoa học sau khi nhà vật lí Pháp Charles Coulomb tìm ra định luật tương tác của các điện tích vào năm 1785. Sự tương tự của lực hút giữa hai điện tích, trái dâu vđi lực hấp dẫn giữa

11 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

CẤ

ẦN

HƯ NG

ĐẠ O

.Q UY

NH ƠN

hai khôi lượng đã thúc đẩy Coulomb đi tìm một định luật thực nghiệm về tĩnh điện tương tự định luật vạn ‘vật hấp dẫn của Newton, quen gọi là định luật về sự tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách. Ông đã nghĩ ra cách chia điện tích thành những phần bằng nhau rồi dùng cân xoắn đo cả lực hút và lực đẩy tĩnh điện để khẳng định dự đoán tương tự là hoàn toàn chính xác. Sự phát triển của vật lí học đã cho thấy định luật Coulomb là m ột trong những định luật cơ bản của vật lí học: nó đúng ngay cả trong nguyên tử mặc dù ở đó cơ học Newton không còn đúng nữa. Vì thê’ các nhà vật lí vẫn phải tiếp tục kiểm chứng thực nghiệm định luật này: dù các cân xoắn có chính xác đến đâu đi nữa thì vẫn có thể có những sai số trong phép đo. Và b iết đáu chẳng có một thí nghiệm nào đó tìm thây lực tương tác tĩnh điện không tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách mà lại là vđi r1’9999 hoặc r2-0001 thì sao? Người ta kiểm chứng định luật Coulomb dựa vào một hệ quả của nó: điện trường ở trong lòng một quá cầu tích điện là bằng không. Và chính những thí nghiệm hiện đại với các quả cầu tích điện đã khẳng định rằng con sô’ mũ trong định luật Coulomb là bằng 2 với dộ chính xác đến 10’13 như đã giới thiệu ỏ trên.

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

Một trường hợp khác cũng rất đáng nhắc tới là lí thuyết “điên rồ” của nhà vật lí người Anh Paul Dirac, đưa ra năm 1928 khẳng định là phải tồn tạ i những h ạt electron dương hay positron. Thời đd đã cổ tờ báo khoa học châm biếm gọi đó là “con lừa positron” mặc dù chính Dirac thì khẳng định rằng lí thuyết của ông… .rất đẹp ! Phải dợi đến năm 1936 khi nhà vật lí Mĩ Carl Anderson tìm ra bằng thực nghiệm h ạ t positron thì lí thuyết của Dirac mới dược công nhận. Lí thuyết của p. Dirac còn tiền đoấn sự tồn tạ i của các đơn cực từ Bắc hoặc Nam đứng riêng rẽ, trong khi ai eũng thấy là m ột thanh nam chám luôn có đồng thời hai từ cực Bắc và Nam: SuôtTttăm mươi năm các nhà vật lí trên th ế giới hâm hô suy nghi và ỉá $ đặt thí nghiệm để tìm cái 1-2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

HƯ NG

ĐẠ O

.Q UY

NH ƠN

h ạt “đơn cực từ” mà lúc đầu bị coi là “con lừa hơn cả positron”. N gày 14 tháng Hai năm 1982 người tạ sững sờ đón nhận tin thông báo nhà vật lí B laise Canbrerạ làm việc tạ i phòng th í nghiêm của giáo sư Phebens ở Trường Đại học Stanford (Hoa Kì) đã tìm th ấy h ạ t đơn cực từ. Dù trường Đ ại học Stanford có uy tín lớn lao, người ta vẫn làm lạ i các thí nghiệm của Canbrera và phát hiện rằng, thí nghiệm của ông chưa đủ tin cậy! Người ta lạ i tiếp tục những thí nghiệm tìm kiếm , và đến năm 1983 Trung tâm nghiên cứu h ạt nhân châu Âu CERN mới công bô’ được một thí nghiệm chính xác khẳng định sự tồn tạ i của h ạt đơn cực từ do p. Dirac”tiên đoán lí thuyết.

ẦN

Việc phân tích một cách sơ lược những n ét chính l^rong hoạt động của các nhà vật lí cũng tạm đủ để rút ra một sô’ k ết luân quan, trọng đối với việc giải toán v ậ t lí ồ nhà trường.

1.3. G iả i n h ữ n g b à i to á n v ậ t lí n à o v à th e o p h o n g c á c h n h ư thê’ n à o ?

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

CẤ

Nhà trường trung học V iệt Nam ngày nay sử dụng chủ yếu các bài tập vật lí định lượng, giải quyết các câu hỏi (vấn dề) đ ặt ra bằng các phép tính toán khi giải các phương trình. Người ta dành nhiều công sức vào việc dạy học sinh nhận diện các kiểu, loại bài toán vật lí khác nhau và cách thức vận dụng các công thức v ật lí cho từng kiểu, loại toán đó, mà quên phần lđn vấn đề ý nghĩa đích thực của việc giải toán vật lí là làm sáng tỏ bản châ’t vật lí của các hiện tượng mô tả trong các đề toán nói riêng và các hiện tượng thực xảy ra trong đời sổng bao gồm cả các đối tượng kĩ thuật.

BỒ

ƯỠ

Trong khỉ đó thì từ lâu người ta giáo khoa về vật lí k h ổn g chỉ gồm lượng. Còn có n h iều loại bài toán vậ t phân loại chủng. Ví dụ n h ư ,B £tf phân

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

đã biết các bài toán những bài toán định lí khác^tùy theo cấch loại tH ầon ội dung đề 13

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

ẦN

HƯ NG

ĐẠ O

.Q UY

toán th ì cố th ể có bài toán v ệ t lí có nội dung giả định chỉ để ỉuyện tập, bài toấn vật lí có nội dung thực t ế đời sổng, bài toán vật lí cổ nội dung kĩ th uật-sẳn xuất v.v… Hoặc nếu phân loại theo cách thức giả i toán thì có th ể có bài toán vạt lí định tính (hay bài tập định tín h, hoặc đơn. giản là câu hỏi), bài toán th í nghiệm , bài toán định lượng… Chỉ thông qua việc giải nhiều ỉoạỉ bài toán vật lí, cả định tính, thí nghiệm và định lượng vái những nội dung phong phií, đa dạng thì các bạn học sin h mới có điều k iện nắm vững thực chát của các tri thức vật lí trong các biểu h iện thực tê’ vô cùng phức tạp của chúng. Như thê’, không những các bạn hiểu rõ các khái n iệm và định luật vật lí mà còn có dịp học được cách tiếp cận khoa học v ậ t lí và nâng cao được hứng thú đối với môn học.

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

CẤ

Mọi bài toán vật lí, cả th í nghiệm , định tính hoặc định lượng đều có th ể sử dụng trong t ấ t cả các giai đoạn học tập môn học, tức là từ bưđc đặt vấn đề để bắt đầu nghiên cứu một đề mục, cho đến bước n ghiên cứu giải quyết vân đề, bước vận dụng để củng cô’, luyện tập, ôn tập hoặc mở rộng, đào sâu tri thức và thực h à n h ‘… Tùy theo mục đích sử dụng, các bài toán vật lí có th ể xây dựng với nội dung thích hợp và -cách thức giải tương ứng. Trong phạm vi cuốn sách này, có ịthể nêu ra một số đặc điểm chung về nội dung và phương phầpỊ giải hai loại toán v ật lí còn ít được sử dụng ở nhà trựờDg chúng ta là bài toán th í nghiệm và bài toán định btính về v ậ t lí.

ƯỠ

KỊ Bài to á n th í nghiệm vậ t lí x ét thực chất cũng là một thí ^ặghịệm v ậ t lí, nhằm trợ giúp việc nghiên cứu thực nghiệm ‘ựiôn học. Đó có thể là một th í nghiệm định tính và cũng có th ể là một th í nghiêm định lượng, hoặc cổ th ể là một công

Có thể tìm hiểu thẽm về vấn để này trong cuổn sáCh của tác giả Lê Nguyên Long, “Giải toán vặt lí nhu thế nào”, chương I và 11, Nhà xuất bản Giáo dục, tái bản lần

BỒ

1. 2000.

14 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

ẦN

HƯ NG

ĐẠ O

.Q UY

tác thực hành ỉắp ráp mô hình vật lí hay vật lí-kĩ thuật. Để cho học sin h có th ể dễ dàng thực h iện được, người tã thường xây dựng bài toán th í nghiệm vật lí với những vật liệu và dụng cụ dễ tìm , dễ lắp ráp và dễ thực hiện. Như thê’ các kết quắ th í nghiệm dĩ nh iên th iên về m ặt định tính nhiều hơn, và nếu là định lượng th ì yêu cầu mức chính xác trong các phép đo cũng chỉ là vừa phải. Phương pháp tiến hành các th í nghiệm ở loại bài toán vật lí này nói chung cũng là phương pháp th í nghiệm vật lí, tức là cũng gồm ba giai đoạn cơ bản đã nói ở mục 1.2: chuẩn bị, đo lường, và xử lí k ết quả. Yêu cầu về an toàn trong thực hành thí nghiệm phải được đặc b iệt coi trọng: giáo viên phải lường trước những rủi ro mà học trò có th ể phạm phải khi thực hiện thí nghiệm ngoài tầm kiểm soát của mình, còn bản thân học sinh thì cần h ết sức th ận trọng tuân thii các quy định thực hành.

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

CẤ

B ài toán đ ịn h tín h vậ t lí nói chung đề cập đến một hiện tượng vật lí xảy ra trong tự n h iên và kĩ thuật mà khía cạnh vật lí thường bị che lấp bởi những chi tiế t thực luôn hiện diện kèm theo hiện tượng trong diễn tiên phức tạp của nó. Việc giải các bài toán định tính cũng hướng vào sự phát hiện bản châ’t vật lí của vân đề giông như trường hợp bài toán định lượng nhưng do không phải quan tâm đến các phép tính mà đôi khi dễ làm lệch hướng suy nghĩ khi giải toán, nên người giải toán định tính vật lí có điều kiện tập trung tư tưởng để phân tích điều kiện bài toán và vận dụng tri thức, kĩ năng đã b iết về vật lí mà đi tới được kết luận CUỐI cùng.

BỒ

ƯỠ

N hiều khi bài toán định tính dược k ết hợp với bài toán thí nghiệm , trong đó có th ể tiến hành một thí nghiệm để kiểm chứng lời giải của bài toán vật lí định tính tương tự như kiểm chứng dự đoán diễn tiến hoặc kiểm chứng kết cục của m ột h iện tượng vật lí nào dó. Kiểu kết hợp này cho

15 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

phép khắc phục lô’Ị làm thí nghiệm một cách mấy móc thiếu suy nghĩ củng như rèn luyệii được th ói quen dùng thực nghiệm để khẳng định những k ết luận lí thuyết.

.Q UY

ĐẠ O

bộ.

HƯ NG

Với ‘một thước dây và m ột đồng hồ đeo tay có kim giây, hãy tiến hành th í nghiêm xác định tốc độ trung bình của mình khi đi bộ.

ẦN

Câu hỏi gợi ý:

– Muốn xác định được tốc độ trung bình của mình khi đi bộ, bạn cần có những dữ liệu nào? (T rả lờ i: một quãng đường đi nào đó và thời gian cần để đi h ết quãng đường đó. Hoặc: một thời gian đi nào đó và khoảng đường đi được trong thời gian đã chọn). 50m rồi đếm hồ bâm giầy ví dụ 20s rồi hiện hơn?

HÓ

CẤ

– Thử chọn trưổc một quãng đường, ví dụ thời gian theo đồng hồ đeo tay (nếu có đồng thì tốt hơn!). Sau đổ lại chọn trước thời gian, đo quãng đường đi được. Cách nào bạn dễ thực

TO ÁN

-L

Í-

– Hãy thu thập dữ liệu theo cách dễ thực hiện đô’i với bạn tương ứng vđi ba quãng đường chọn trước khác nhau (hoặc ba thời khoảng khác nhau). Tô’c độ trung bình tính cho mỗi lần đi bộ của bạn là bao nhiêu m/s và km/h? Tốc độ trung bình tính cho cả ba lần thí nghiệm là bao nhiêu? bóng.

Hướng dẫ n tiến hành: Dùng một quả bóng rổ hoặc bống đá và ba đổng hồ đeo tay có kim giây (nếu có đồng hồ bấm giây trong th ể thao thì càng., tốt).

BỒ

ƯỠ

Vi dụ 2: Thí nghiệm xác định tốc độ trung bình của một quả

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

c h ia học sinh thành ba tốp. Thí nghiệm tiên hành trêi một sàn hành lang đủ dài.

ĐẠ O

.Q UY

Một học sinh bắt đầu lăn bóng vừa đủ để bóng đi hế’ đường hàn h lang khổng quá nhanh. Ba tốp cùng theo dõi Ví ghi nhận thời điểm bống bắt đầu lăn. Tốp 1 xác định thờ khoảng bống cần đi h ết quãng đường 20 m chẳng hạn. Tổ’] 2 xác định thời khoảng bống cần để đi h ế t quãng đường gấ] đôi, 40m. Tôp 3 xác định thời khoảng cần để đi h ết quãnj đường gấp ba, 60m.

HƯ NG

Ghi tâ’t cả các dữ liệu thu thập dược lên bảng. Tính tố đổ trung bình ứng vđi mỗi khoảng cách.

ẦN

C âu h ỏ i đào sâu: – Có th ể sử dụng tốc độ trung bìnl ứng vđi 60m để dự đoán tốc độ trung bình cho ÌOOẬ, ch( 200m hay không? Tại sao?

(T rả lời: Không th ể dự đoán được thời gian cần để bổn{ lăn h ết 100m, 200m căn cứ vào tốc độ trung bình ứng vớ 60m, bởi vì quả bổng khổng chuyển động đều. Cố th ể kiển chứng qua th í nghiệm ).

Vi dụ 3: Trên hình 1.1 cho đổ thị vận tốc của ba chuyển động

CẤ

Có thể nói gì về mỗi chuyển động đó?

HÓ

Trả lời-, ữ n g vđi đồ thị I là m ột chuyển động dều.

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

-L

Í-

Ú ng với đồ thị II là một chuyển động có vận tốc táng dần theo thời gian (Khỉ đã học về “Chuyển động thẳng biến đổi đều” thì có th ể hiểu đó là chuyển động nhanh dần đều).

o Hình 1.1

ứ n g với đồ thị III là một chuyển động fcó t ấ t thảy mọi tốc độ đều đạt được ngay cùng một lức. Đây là điều khổng th ể xảy ra được: chuyển động này khổng cố!

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

VI dụ 4: Một cảnh sá t giao thông nhận thấy một chiếc ôtô du

.Q UY

lịch dang phóng quá nhanh trên quốc lộ. Điíng lúc chiếc xe du lịch chạy ngang hàng một chiếc xe tải chạy chậm trên đướng thi ngưdi cảnh s át ra lệnh cho cả hai xe dừng lại vả lập biên bản. Ngưđi lái xe du tịch bào chữa rằng: “Xe du lịch chạy ngang háng chiếc xe tải, cố nghĩa là hai xe cổ tốc độ như nhau”.

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

ĐẠ O

Lđi bào chữa đó có đúng khổng? Hãy dùng đổ thị tQa độ của chuyển động vđi giả định hai xe cùng chuyển động đểu đ ể bác bỏ lập luận của ngưởi lái xe du lịch.

ẦN

HƯ NG

T rả lời: Lời bào chữa là sai. Hai xe có cùng vị trí (cùng tọa độ x) chứ không có cùng vận tốc. Điều này thể hiện rất rõ trên đồ thị tọa độ của xe du lịch (I) và của xe tải (II). Độ dốc của (I) – tốc độ của xe du lịch – lớn hơn của (II) – tốc độ của xe tải (hình. 1.2)

Vi dụ 5: Một người lái xe đang chạy trên quốc lộ vđi tốc độ 50

km/h thì nhìn qua kính chiếu hậu thấy một chiếc xe đua sắp sửa vượt qua xe mình.

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

CẤ

Anh ta muốn xác định tốc độ của chiếc xe dua nên đã làm như sau. Đúng lúc hai chiếc xe chạy ngang nhau thỉ anh ta bắt đầu đếm từ 1, 2,… cho đến khi c hiếc xe đua chạy đến một cái mốc dễ nhận thấy trên đưổng nào đó. Ví dụ anh ta đếm được 100 khi xe đua chạy ngang một Hình 1.2 cây cột đèn bên đưỡng. Anh ta tiếp tgc đếm được 30 nữa cho tổi lúc xe anh ta cũng chạy ngang cây cột đèn đó.

Anh ta lập tức tính ra được tốc độ của chiếc xe đua:

ƯỠ

BỒ

Bạn nghĩ sao về kết quả tính được nảy? Giả sử cả hai xe đều chuyển động với vận tốc không đổi vả anh lái xe đếm rất đều đặn. Nếu anh ta đếm thật chậm rãi thì kết quả có khác khống?

18 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

.Q UY

T rả lời: Cách tín h toấn của anh lá i xe dựa trên hiểu biết vật lí về mổì quan hệ giữa quãng đường đi được với vận tốc và thờ i gian s=vt. Do quãng đường đi được của hai xe là như nhau cho n ên vận tốc của xe tỉ lệ nghịch vđi thời gian nó cần để đi h ết cùng m ột quãng đường.

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

H ay :

ĐẠ O

Vđua-tdua = ^xe-txe

Vđua = (txe/tđua)”V = ( 1 3 0 / 1 0 0 ) .5 0 k m / h = 6 5 k m / h

ẦN

HƯ NG

Vi dụ 6: Thí nghiệm khảo sá t gia tốc của một viên bi lăn trẽn

máng nghiêng.

Í-

HÓ

CẤ

H ướng d ẫ n tiế n hành : Ghép hai cái thước bẹt dài 100cm lạ i thành một cái m áng chữ V. Gác một đầu máng lên một quyển sách để tạo thành m ột m áng nghiêng. Lựa chọn chiều dày quyển sách để cho m ột viên bi bắt đầu thả lăn từ đầu máng đi trọn chiều dài 100 cm của mắng hết 3s (đêm 0, 1, 2, 3 theo sự chuyển dịch của kim giây trên đồng hồ đeo tay; hoặc theo đổng hồ bâ’m giây dùng trong th ể thao thì càng tốt).

TO ÁN

-L

Chuyển động của viên bi lăn trên m áng nghiêng là chuyển động gì? Gia tốc của bi phụ thuộc vào yếu tô’ nào?

Dự đoán xem nó lăn được đoạn đường bao nhiêu trong khoảng thời gian bằng Vế thời gian lán hết chiều dài máng 100 cm?

BỒ

ƯỠ

Trả lời: Chuyển động của bi lăn trên máng nghiêng là chuyển động nhanh dần đều: vận tốc tăng đều theo thời gian, hay gia tốc không đổi.

19 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

Độ lớn của gia tốc chi phụ thuộc vào góc nghiêng của máng: nó càng tăn g khi máng càng dổc.

HƯ NG

ĐẠ O

.Q UY

Bạn có th ể dự đoấn sai rằng đoạn đường viên bi lăn trong thời gian l,5 s = Vố.3s cũng bằng Vố đoạn đường lăn trong 3s, tức là 50cm! K ết luận này chỉ đúng khi viên bi chuyển động đều (s tỉ lệ thuận vđi t). Nhưng viên bi lăn trên máng ngh iên g đã chuyển dộng nhanh dần đều (s tỉ lệ thuận với t2) cho nên thời gian giảm đi V2 thì quãng đường lại giảm đi (V2Ý , tức là chỉ còn bằng 100 cm : 4 = 25 cm! Bạn hãy kiểm chứng lạ i trên thí nghiệm .

ẦN

Vi dụ 7: Thí nghiệm “đua bi” lăn trẽn máng nghiêng.

Hướng d ẫ n tiế n hành: Dùng cái m áng nghiêng chữ V ở ví dụ 6. Đánh dâ’u các vị trí 25cm và 50 cm tính từ đỉnh máng.

HÓ

CẤ

Dự đoán xem, nếu thả hai viên bi cho lăn cùng lúc từ hai vị trí này th ì chúng sẽ lăn xuống dưới mỗi lúc một rời xa nhau hơn hay mỗi lúc một lạ i gần nhau hơn? Tại sao bạn dự đoán như thê’? Thực hiện thí nghiệm và giải thích kết quả quan sá t được bằng cách sử dụng khái niệm vận tốc của hai viên bi.

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

-L

Í-

Nếu lần thứ hai, bạn thả một viên bi cho lăn xuô’ng từ đỉnh m áng rồi khi nó đi ngang qua đúng vị trí đánh dâ’u 25 cm bạn lại thả viên bi thứ hai từ đỉnh máng, thì hai viên bi trong khi lăn có giữ nguyên khoảng cách giữa nhau là 25 cm hay không? Khi lăn tới chận máng nghiêng chúng có cùng vận tô’c hay không? Chúng có cùng già tốc hay không? Trả lờ i: Bạn có th ể nghĩ rằng, khi lăn cùng lúc hai viên bi thì viên bi ở vị trí cao hơn sẽ có lợi th ế hơn viền bi ở dưới thấp. Như thê’ là bạn đã lẫn lộn khái niệm vận tốc và gia tốc ! 20

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

ẦN

HƯ NG

ĐẠ O

.Q UY

NH ƠN

Các v iên bỉ dù bắt đầu thả lăn từ vị trí nào trên cùrti m ộ t m ắng ngh iên g cũng cố đồ th ị vận tô’c như nha (h ìn h l.3 ) . Tô’c độ của bi tăn g đều và đoạn đường đi đượ trong những khoảng thời gian bằng nhau cũng luôn bằng nhau (biểu diễn bằng diện tích những hình tam giác bằng nhau). Thí nghiệm chứng tỏ khoảng cách giữa các viên bi giữ không đổi khi chúng lăn cùng lúc, cũng như khi chúng lăn lúc đã có vận tốc khác nhau. Chúng có gia tốc không Hình 1.3. đổi và như nhau. Gia tổ’c này chĩ phụ ị thuộc độ ngh iên g của máng. ỉ

Ví dụ 8: Thí nghiệm khảo sát hướng của gia tpc nhdmột gi

tốc kế dơn giản.

H ướng d ẫ n tiế n hành’. Buộc lên nóc xe đồ chơi một CỂ ống thủy chuẩn (còn gọi là ông nivô dùng bọt khí) của th nề hay thợ mộc. Điều chỉnh cho bọt khí trong ô’ng thủ chuẩn nằm tạ i vị trí chính giữa.

HÓ

CẤ

Bạn hãy bắt đầu đẩy cho xe chạy về phía trước. Bọt kỉ di chuyển về phía nào?

-L

Í-

Bọt khí trỏ hướng của gia tô’c xe và cái ô’ng thủy chuẩ này chính là m ột gia tô’c kê’ đơn giản. Gia tô’c của xe hướn thê’ nào khi xe bắt đầu chuyển động về phía trước?

TO ÁN

Bạn hãy cố di chuyến xe sao cho bọt khí nằm ở vị t chính giữa. Gia tốc của xe bây giờ th ế nào?

BỒ

ƯỠ

Nếu ta giữ cho cái xe đang chạy dừng lại thì bọt khí s th ế nào? Điều này nói lên cái gì về gia tốc? Dự đoán xem bọt khí sẽ th ế nào nếu bạn kéo chiếc X đang đứng yên chạy giật lùi? Thực h iện thí nghiêm và ch rõ hướng của gia tốc trong trường hợp này. 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

ẦN

Vi dụ 9: Thí nghiệm khảo sá t sự rơi của vật

HƯ NG

ĐẠ O

.Q UY

T rả lờ i: B ọt khí di chuyển về phía trưđc khỉ xe bắt đầu lạy về phía trưđc. Nó chỉ rõ rằng xe lăn cố gia tốc hưđng I phía trưđc. Khi bọt kh í nằm d vị trí chính giữa th ì xe lôn g có gia tốc. Các vật chuyển động thẳng đều có gia tốc Ing không. Khỉ xe đang chuyển động bị chặn dừng lạ i thì it khí chạy về phía sau. Gia tốc bây giở hưđng ngược vđi rớng chuyển động. Khi xe b ắ t đầu chuyển động giật lùi thì t khí cũng chuyển động th eo hưđng giật lùi. Điều này chỉ rằng xe lăn đã cố gia tốc cùng hướng như khi nổ bắt đầu uyển động về phía trưđc.

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

H ướng d ẫ n tiế n hành: Bạn hãy thả rơi một quyển sổ y và một tờ giấy cổ kích thước phẳng bằng nổ, từ cùng 5t độ cao. V ật nào rơi nhanh hơn?

Bạn hãy đặt tờ giấy b ên dưới quyển sổ rồi thả rơi úng. Vật nào rơi nhanh hơn? Đ iều gì khiến cho chúng rơi ác so với lần th í nghiêm trước?

HÓ

CẤ

Bây giờ bạn đặt tờ giây lê n trẽn quyển sổ rồi th ả rơi úng. Nhđ đặt tờ giấy th ậ t kh ít với kích thước quyển sổ. t nặo rơi nhanh hơn? Bạn nghĩ gì qua k ết quả quan sát

Í-

TO ÁN

-L

Bạn vo tròn tờ giấy càng nhỏ càng tố t rồi thả rơi nó 1 g lúc với quyển sổ tay. V ật nào rơi nhanh hơn? Có th ể : luận như th ế nào về sự rơi của các vật?

ƯỠ

Trả lờ i: Lần thí ngh iệm thứ nhất: quyển sổ tay rơi anh hơn.

BỒ

Lần th í ngh iệm thứ hai: tờ giấy rơi củng lúc với quyển tay. Bạn có th ể nghĩ, nguyên nhán của h iền tượng này là ép của qụyểxv sổ tay dè lê n tờ giấy.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

.Q UY

Lẩn th í nghiệm thứ ba: cho th â y lực ép không phải ỉà nguyên nhân chính vì tờ giây khổng chịu lực ép của quyển sổ nhưng vẫn rơi cùng lúc với quyển sổ. P hải nghĩ tới m ột nguyên nhân khác.

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

HƯ NG

Vi dụ 10: Thí nghiệm về thời gian phản ứng của ngưởi

ĐẠ O

Lần thí nghiệm thứ tư cho thây: nguyên nhân khác đd nằm ở trong chính m ôi trường rơi của các vật: sức cản của không khí.

ẦN

H ướng d ẫ n tiế n hành: Bạn hãy tiến hành thí nghiệm này cùng với m ột người bạn. Bạn cầm m ột tờ giâ’y bạc (hoặc m ột quân bài) treo lơ lửng vào giữa lòng bàn tay của người bạn (hình 1.4).

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

CẤ

Hãy đô’ người bạn giữ lạ i dược tờ giây bạc (hoặc quân bài) khi bạn b ất th ìn h lìn h thả rơi nó. Hãy giải thích kết quả thí nghiệm để khẳng định đó là kết quả tấ t yêu.

Hình 1.4

Hình1.5

BỒ

ƯỠ

Bây giờ bạn làm thí nghiệm vđi m ột cái thước gỗ dài chừng 50 cm (hình 1.5). Khi người cầm thước thả rơi nó thì người kia chộp ngay lấy thước. Khoảng cách từ đầu dưới của thước đến vị trí tay chộp được thước d sẽ cho bạn tính ra thời gian phản ứng của người chộp thước.

23 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

Bạn cố th ể thử dùng th í nghiệm vđi cáỉ thước gỗ thả rơi để th i xem ai cố thời gian phản ứng nhanh hơn.

HƯ NG

ĐẠ O

.Q UY

T rả lời: Không người nào có th ể nắm bắt .được tờ giấy bạc khi nố được thả rơi bất thình lình. Lí do là: cần ít nhất 1/7 giây để tín hiệu đi từ m ắt đến ốc và ra đến tay cho ta kịp thực hiện động tác nắm giữ tờ giấy bạc thầ rơi; nhưng chỉ m ất chưa đến 1/8 giây là tờ giây bạc (ví dụ tờ bạc 10.000 đổng của ta dài 14 cm) đã đi h ết quãng đường 7 cm tức là lọt h ết qua tầm tay người bạn do tờ giây bạc treo giữa lòng bàn tay anh ta! N ếu bạn thả rơi quân bài th ì càng chắc chắn không người nào có th ể nắm bắt được khi thả rơi

ẦN

nó. Bạn hãy thử tín h lạ i dựa theo cổng thức d = – g t 2.

Từ cổng thức này bạn sẽ tính được thời gian phản ứng dựa vào k ết quả đo khoảng cách từ đầu thước gỗ đến vị trí

tay chộp được thưđc. Thời gian đổ là t = ^

Vi dụ 11: Một học sinh nói rằng: “Chiếc xe ôtô tăng vận tốc từ

CẤ

50 km/h lén 60 km/h có gia tốc Iđn hơn một chiếc xe đạp tăng vận tốc từ 0 lên 10 km/h trong củng thời gian”. Hãy phán tích ý kiến đó.

HÓ

Trả lời: Gia tốc trong cả hai trường hợp là như nhau, vì thương sô’ giữa đô biến th iên vận tốc và khoảng thời gian

TO ÁN

-L

Í-

BỒ

ƯỠ

Vi dụ 12:

Thời gian đi qua

Vận tốc tức thời

Quãng đường đi được

(s) . 0 1 2 3

(m/s) 0 10 20 30

(m) 0 5 20 45

24 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

iot

…………..

(?).

NH ƠN

.Q UY

…………………………………….

Trong một thí nghiệm thả rời một vật, ngưởi ta thu được các dữ liệu lập thành bảng như trên.

HƯ NG

ĐẠ O

Một học sinh nói rằng trong bảng có dữ liệu sai: vận tốc tức thdi của vật rơi tự do sau 1s lả 10m và sau 2s lả 20m thì quãng đưdng vật rơi đi được sau 2s cũng phải là 10m vì quãng dưởng sau 2s đã là 20m. , *

ẦN

Bạn trả lởi như thế nào? Và ở chỗ có dấu hỏi (?) bạn”6ặ viết 2 điểu gl?

T rả lời: Bảng dữ liệu hoàn toàn chính xác. Sự rơi tự do là m ột chuyển động nhanh dần đều với gia tốc không ‘đổi g. Trong chuyển đổng rơi tự do chỉ có vận tốc tỉ lệ thuận vđi thời gian: V = gt; còn quãng dường đi được tỉ lệ thuận với

bình phương thời gian: s = – g t 2 (hoặc quãng dường đi được

tỉ lệ thuận với bình phương vận tốc: V2 = 2gs).

CẤ

Vi dụ 13: Bạn dang chạy xe máy ngang đằng sau một xe tải và

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

xe củ a bạn có củng vận tốc vđi xe tải. Đột nhién xe tải tăng tốc và một bọc hàng không buộc rơi từ thủrig xe tải xuống dường. Hỏi nếu bạn khổng hãm xe máy hoặc không lái tránh sang một bên thì xe máy của bạn có húc phải bọc hàng đó trưđc khi nổ rơi chạm đất hay khổng? Coi rằng bọc hảng rơi thẳng ngay trước mũi xe của bạn.

BỒ

ƯỠ

T rả lời: Bọc hàng rơi từ một xe tả i đang chạy trên đường vẫn tiếp tục tham gia chuyển động theo quán tính cùng với xe tải. Xe máy chạy an toàn phía sau xe tải không th ể húc vào bọc hàng chừng nào bọc hàng còn chưa rơi tới m ặt đất chẳng khác gì lúc bọc hàng còn ở trên thùng xe tải. Chỉ khi bọc hàng đã chạm đâ’t và nằm yên tại đó thì nguy

25 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

.Q UY

:ơ va vào xe máy mđi xảy ra nếu người đi xe m áy khổng né ;ránh nó trên m ặt đường.

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

NHỮNG BÀI TOÁN ĐỊNH TÍNH VÀ THÍ NGHIỆM ĐỂ LUYỆN TẬP

ĐẠ O

ĐỘNG Lự c HỌC

ẦN

HƯ NG

1.1. Đ ặt m ột vật nặn g, ví dụ m ột cục tẩy (cục gổm) lên rên m ột tấm bìa cứng (m ột tấm danh th iếp chẳng hạn) đã ;ác trên m iệng m ột cái cốc (li) nhựa. Cục tẩ y chịu tác dụng ihững lực nào và vì sao nổ nằm yên trên tấm bìa cứng?

Búng m ạnh và nhanh ngón tay vào cạnh tấm bìa cứng ao cho tâm bìa văng đi, còn cục tẩy th ì rơi gọn vào lòng ốc. Tại sao cục tẩy khổng văng di theo tâm bìa? Lực nào dã àm nó thay đổi trạng th á i đứng yên?

HÓ

CẤ

1.2. Khi xe buýt đột n gột chuyển bánh, hành khách ngồi rên xe thường bị ngật đầu về phía sau đến mức đôi khi sá i ổ. G iải thích tại sao như vậy. Nếu hành khách chú ý tựa ầu vào cái giá đỡ đầu ở lưng ghẽ’ ngồi thì có th ể tránh bđt ược hiện tượng bất lợi này. Tại sao? 1-3″ Một con voi và một con chuột khi bay trong m ột con tàu vu trụ ở trạng th ái không trọng lượng. Nêu chúng va vào nhà du hàn h vũ trụ trong con tàu đó thì phải chăng chúng cùng gây ra một hệ quả như nhau? G iải thích.

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

-L

Í-

‘-r-wf-

Hìnhì.6

1.4. Con chó sắn to khỏe và chạy nhanh (Vi=90 km/h) hơn con thỏ bé nhỏ và chạy chậm (v2=65 km/h). Tuy th ế nhiều khỉ con thỏ bị chổ săn rượt đuổi vẫn th oát nạn nhờ thỏ đã vận dụng

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

.Q UY

“chiến th uật” luôn luôn đột ngột thay đểi hưđng chạy làm chó săn lỡ đà. Bạn cổ th ể g iải thích được điều này dựa vào vật lí học hay không?

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

ĐẠ O

1.5. Một v ậ t nặng được treo bằng sợi dây c vào trần nhà. Một dây D giống dây c buộc vào đáy v ật (hình 1.6). Hãy giải thích hiện tượng sau: nêu đột ngột giật mạnh dây D thì dây này đứt, nhưng nêu kéo dây D từ từ thì dây c dứt.

HƯ NG

Hãy kiểm tra lạ i h iện tượng bằng cách tự tay làm thí nghiêm . 1.6. Thỉ nghiệm khảo sát lực cân bàng và lực gây gia tốc. Đ ể

ẦN

tiến hành th í nghiệm bạn cần có một cân lò xo và một xe ô tô đồ chơi. Móc cân lò xo vào xe để cân và ghi sô” chỉ của cân. Khối lượng của xẹ là bao nhiêu?

CẤ

Đặt xe trên m ặt bàn nằm ngang và kéo cân lò xo theo phương song song vđi m ặt bàn cho xe chuyển động với tô’c độ đều, nhỏ. Cân lò xo chi giá trị bao nhiêu? Cân lò xo cho b iết giá trị của lực nào và lực ây có cân bằng với một lực nào khác không? So sánh lực ây vđi trọng lượng xe ô tô. Bạn có nhận x ét gì không?

-L

Í-

HÓ

Làm lạ i th í nghiệm kéo xe ô tô chuyển động trên mặt bàn nằm ngang nhưng với một lực bằng 1/10 trọng lượng xe. Hãy mô tả chuyển động. Các lực bây giờ là lực cán bằng hay lực không cân bằng? Lực gây ra gia tốc là bao nhiêu?

ƯỠ

TO ÁN

1.7. Một học sinh thử tính tốc độ khi chạm đâ’t của một hạt mưa rơi từ một đám mây cao 1000m. Bạn đó rất ngạc nhiên vì sau khi áp dụng công thức về sự rơi tự do v2=2gh thì đã tìm thấy tốc độ của h ạt mưa lúc chạm đất là v=141m/s, tức là bằng tốc độ của vién đạn bắn ra khỏi nòng súng !

BỒ

Học sinh đó thắc mắc, tại sao hạt mưa rơi từ trên trời cao xuống đất lại không sát thương muôn loài, nếu như nó có tốc độ 27 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

như dạn ! Bạn cổ th ể giải đáp được thắc mắc này không?

.Q UY

1.8. Trong bóng đá, khi một hâu vệ muốn cản phá tiền, đạo đội đối phương dang mở tốc độ xuống bóng rất nhanh thì thường dùng vai chèn vào người tiền đạo và lấy sức nâng người ây lên.

HƯ NG

ĐẠ O

Giải thích tạ i sao người hậu vệ làm như th ế lạ i có th ể khiến cho tiền đạo đô’i phương không th ể gia tăng tốc độ được. 1.9. Có một câu chuyện đùa như sau:

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

CẤ

ẦN

“Một con ngựa được học định luật III Newton bèn từ chối không kéo xe nữa. Nó nói: “Tôi có rán sức kéo xe bao nhiêu cũng là vô ích, bởi vì tôi kéo cái xe với lực bằng nào thì cái xe cũng kéo lạ i tôi với lực bằng nấy. Hai lực bằng nhau về độ lớn và ngược nhau về hướng sẽ lả lực cán bằng nên tôi và xe đều không nhđc nhích !”

Hình 1.7

Bạn có th ể giái đáp câu chuyên này không? chúng tôi Tại sao di trẽn đường đâ’t trời nắng ráo dễ dàng hơn khi đi trên, đường đất trời mưa? Nếu bạn đi trên xe ô tô 28

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

bị sa ỉầy trên quãng đường trơn trượt thì bạn cố thể nêu ý kiến g giúp đưa xe ra khỏi chỗ lầy không? Giải thích.

.Q UY

1.11. Bạn có khỏe không?

ĐẠ O

a/ Hãy mời hai người tự cho là khỏe nhất kéo căng hai đầ một sợi dây thừng dài 10m. Bạn hãy tuyên bô’ là mình còn khỏ hơn họ, và chỉ dùng… một ngón tay là dủ đẩy sợi dây thừng chùn xuống, bất chấp hai người ra sức kéo thật thẳng sợi dây.

HƯ NG

Bạn hãy thực hiện thí nghiệm và dùng các vectơ biểu diễn CẾ lực đặt vào sợi dây thừng để khẳng định rằng, hai người khỏe kế căng sợi dây vẫn không cung cấp đủ lực để cân bằng với 4ực II bạn đã dùng khi ấn một ngón tay làm chùng sợi dây thừng xuống.

CẤ

ẦN

b/ Bây giờ bạn lấy một sợi dãy bền chắc, dài khoảng ljpi, cu< lại thành hai vòng rồi nối hai đầu dây lại. Mỗi tay bạnHãy cầ lấy một vòng dây rồi nhờ một người khác treo cẩn thận mọt vật í khôi lượng chừng lkg vào dây. Bạn chầm chậm cử động đồng th hai tay kéo căng dây ra cho thật thẳng. Bạn có đủ sức khỏe để k dây thành một đường nằm ngang hay không? Hãy biểu diễn c vectơ lực tác dụng trên dây đủ để cân bằng với trọng lượng V nặng treo ở giữa sợi dây và chứng minh rằng không thể kéo £ dây thật nằm ngang.

1.13. Thi nghiệm khảo sát chuyển động phức tạp của một quả bóng.

Đặt một quả bóng ten-nít lên lòng bàn tay và giơ ngang cá tay ra để cho quả bóng nằm ngang ở độ cao của vai. Thả rơi q

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

1.12. Đặt một cái vòng – đệm sát mép bàn và một cái vòng đệm thứ hai trên mặt bàn gần bên nó. Búng ngốn tay cho cái t hai chạy tới va vào cái thứ nhất sao cho cái thứ nhất văng xa ki mép bàn còn cái thứ hai thì vừa đủ rời khỏi mép bàn và rơi thả đứng xuống đất. Quan sát sự rơi của cả hai cái vòng – đệm xem nào rơi chạm đất trước. Mô tả chuyển động của chúng và g thích.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

.Q UY

bóng và ghi thời gian bóng rơi từ tay đến chạm sàn nhà. Ghi tiếp thời gian từ lúc bóng chạm sàn nhà lần thứ nhất đến lúc bóng lại chạm ỉần nữa yào sàn nhà.

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

ĐẠ O

Bạn dự đoán quả bóng sẽ rơi vào chỗ nào nếu bạn bước đi với tốc độ đều và thả rơi bóng từ lòng bàn tay với cánh tay giơ ngang như cũ? Thời gian bóng rơi từ tay đến chạm sàn nhà lần thứ nhất và thời gian từ lúc chạm sàn nhà lần thứ nhất rồi nẩy lên. và lại chạm sàn nhà lần thứ hai dự đoán là bao nhiêu?

HƯ NG

Thực hiện thí nghiệm để so sánh kết quả thực với kết quả dự đoán. Giải thích.

ẦN

1.14. Thí nghiệm khảo sát chuyển động của một mũi tên bắn theo

phương nằm ngang.

CẤ

Dùng một khẩu súng bắn tên đồ chơi (tất nhất là dùng loại tên bịt dầu bằng một “ống giác” cao su bám chặt được vào mục tiêu) hướng nòng súng theo phương nằm ngang trên mặt bàn để bắn mũi tên đến phía tường dốỉ diện của căn phòng (hoặc một tấm bia). Đo độ cao của mũi tên khỉ nằm trong nòng súng và độ cao đích đến :ủa mũi tên để tìm thời gian rơi của mũi tên. Đo khoảng cách nằm Ìgang từ đầu nòng súng đến tấm bia để tìm vận. tốc theo phương Ìằm ngang của mũi tên.

-L

Í-

HÓ

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

1.15. Khi bạn cần căng dây giữa hai cây cột ở sân để làm lây phơi quần áo, bạn luôn nhận thây dù đã cô’ hết sức kéo hật căng sợi dây nhưng sợi dây phơi bao giờ cũng hơi chùng ‘à càng phơi nhiều đồ nặng thì dây càng chùng nhiều. Điều lày cũng Luôn xảy ra với những dây căng giữa hai cây cột bất :ì, chẳng hạn dây điện ngoài đường phô’ (dây càng to võng àng nhiều).

D Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

.Q UY

G iải thích tại sao không th ể căng dây th ật thẳng theo phương nằm ngang giữa hai cây cột buộc dây và lí do làm dây võng xuông.

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

1.16. Đ ể kéo một cái xe ô tô bị sa lầy, một người đề nghị tâ’t cả hành khách trên xe xúm nhau buộc dây vào xe và cùng kéo sợi dây để trực tiếp đưa xe ra khỏi chỗ lầy.

ẦN

HƯ NG

ĐẠ O

Anh lá i xe lại đề nghị một cách làm khác: buộc một đầu dây thừng vào xe và buộc đầu dây còn lạ i vào một cái cây hoặc m ột cái cọc th ật chắc bên đường. Sau đó vài người củng nắm vào khoảng giữa sợi dây và kéo sợi dây theo phương vuông góc với đường nôi giữa xe và cây. Anh lái xe còn nói, khoảng cách từ xe đến cây để buộc dây thừng càng dài thì việc kéo xe sa lầy càng dễ dàng.

Bạn có tán thành ý kiên anh lái xe này không. Giải thích tạ i sao?

1.1 7 . Thi nghiêm về cốc nước quay tròn.

HÓ

CẤ

Luồn 4 sợi dây bền chắc, mỗi sợi dài chừng lm, qua 4 lỗ đục ở bốn góc một miếng bìa cứng có kích thước 30cm X 30cm, rồi buộc lại tạo thành một quang treo. Đặt lên quang treo một cốc nhựa chứa 3/4 nước. Quay tròn quang treo có cốc nước trong một mặt phẳng đứng thẳng sao cho nước không rơi ra ngoài cốc.

Í-

Lực nào giữ cốc nằm trên tâm bìa khi quay tròn?

TO ÁN

-L

Tại sao nước không rơi khỏi cốc khi cô’c nằm ở vị trí cao nhất trên quỹ đạo tròn dù cốc úp m iệng xuống dưới? Nếu các dây buộc tấm bìa không tạo dủ sức căng thì sẽ xảy ra điều gì?

BỒ

ƯỠ

ĩ . 18. Cắt một vành tròn bằng bìa các-tông có bán kính chừng 10cm. Đục thủng một lỗ ỏ chính ‘tâm điểm vành bìa, vừa đủ để vành bìa quay được trên mũi một cái đinh ba phân đã gắn chặt vào mổt cái đ ế gỗ. Quay thử vành bìa

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

quanh trục đinh, có th ể tra thêm ít dầu nhờn cho vành bìa dễ quay quanh trục đinh.

.Q UY

Đ ặt lên vành bìa một cái vòng đệm nhỏ và quay vành bìa nhè nhẹ sao cho vòng đệm vẫn nằm yên trên vành bìa và cùng quay tròn với vành. Sau đó quay vành bìa nhanh hơn, cái vòng đệm như th ế nào khi vành bìa quay nhanh vừa và quay tít?

ĐẠ O

Bạn thử nghĩ ra một cách ghi lạ i quỹ đạo chuyển động của cái vòng đệm trên bề m ặt vành bìa quay nhanh?

ẦN

HƯ NG

1.19. Hãy dùng đầu bút chì đục một lỗ ở đấy một cắỉ cô’c bằng giấy và một lỗ thứ hai ở bên cạnh côíc. Đứng ở ngoài sân để khỏi làm bẩn sàn nhà, dùng hai ngổn tay bịt chặt hai lỗ này lạ i rồi đổ nưđc pha màu vào 2/3 cốc giấy.

Dự đoán xem nước trong cốc giây sẽ như th ế nào nếu thả tay cho cốc chứa nứđc rơi xuống đất.

Bạn hãy thả rơi cái cốc giây chứa nước và theo dõi th ật cẩn thận. Chuyện gì đã xảy ra? Giải thích.

CẤ

1.20. Nêu bạn quay quang treo có đặt cốc nước ở thí nghiệm trong 1.17. cho nó quay tròn trên một m ặt phẳng nằm ngang thì ỉực giữ cho nưđc không rơi khỏỉ cốc có hưđng như thê’ nào? Lực đó do đâu mà cổ?

HÓ

Bạn thử nghĩ ra một cách chứng tỏ có sự hiện diện lực

Í-

đó.

1.22. Hãy giải thích bản c h ấ t vật lí của hai trò xiếc dưđi đây: a/. Người đi xe đạp lao từ điểm cao trên con đường cong và chạy theo một cung tròn nằm trong một m ặt phảng

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

-L

1.21. Một phi công lái máy bay chiến đâu nói rằng, khi anh ta cho máy bay bổ nhào xuống thì anh ta có cảm giác “nhẹ bẫng”, còn khi anh cho máy bay ngóc lên thì lại có cảm giác “nặng hơn”. Hãy giải thích tại sao như thê’.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

th ắn g đứng rổỉ an toàn chạy xe vượt qua điểm cao nhất của cung tròn đi xuống.

.Q UY

b/. Người lá i xe mô tô lao nhanh từ m ặt đâ’t lên bức tường hĩnh trụ tròn đứng thẳng và chạy trên bức tường đó theo một đường tròn nằm ngang.

ẦN

HƯ NG

ĐẠ O

1.23. Nhà thực v ậ t học người Anh N yte đã tiến hành một thí nghiệm như sau vào khoảng giữa th ế kỉ XIX. Ông gắn các chậu đựng h ạ t cây đã nảy mầm vào xung quanh vành Hình 1ỹ ) một bánh xe gắn trên m ột trục J nằm. ngang rồi cho bánh xe quay nhanh liê n tục trong nhiều ngày đêm. Các cây non trướng thành đần một cách khấc thường: rễ cây hưđng ra ngoài còn thân cây thì quay vào trong dọc theo cấc bán kính của bánh xe.

Bạn cổ th ể giải thích được h iện tượng này không?

CẤ

Từ k ết quả th í nghiệm , còn có th ể nghĩ đến diều gì về bản chất của trọng lực?

-L

Í-

HÓ

1.24. Trong những năm cuối thập kỉ 60 của th ế kỉ XIX, nhà văn Pháp Jules Verne đã v iế t cuốn truyện khoa học viễn tưởng “Lên cung trăng” rất lí thú, mô tầ một chuyên bay vào vũ trụ của con người trẽn một viê n đạn dại bác. đă phân đặc biệt vật ngồi của viên

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

Nhà văn khoa học người Nga Ya. I. Perelm an tích tính châ’t hoang đường của sự du hành đổ, nhân mạnh môi nguy hiểm chết người mà các nhán trong viên đạn đại bác phải chịu đựng vì sự gia tốc

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

thường đã trổ n ên nặng khủng khiếp bằng một toa tàu chứa đổy hàng thừa đủ để đè bẹp dí người chủ đang đội nó !

.Q UY

Bạn nghĩ sao về kết quả phân tích này?

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

CÁC ĐINH LUẬT BẢO TOÀN

1.25. Thi nghiêm tìm hiểu sự phụ thuộc cửa độ thay đổi vận tốc

ĐẠ O

vào lực tác dụng và thòi gian tác dụng.

HƯ NG

Buộc cân 16 xo vào một chiếc xe đồ chơi đã ghép thêm trọng vật để xe có khối lượng lkg. Lần thứ nhất kéo chiếc xe trong ls với một lực nằm ngang bằng IN. Lần thứ hai kéo xe trong 2s với lực nằm ngang bằng 0.5N.

ẦN

Dự đoán xem lần thí nghiệm nào sẽ cung cấp cho xe gia tốc lớn lơn? Giải thích.

Hãy thực hiện thí nghiệm và mô tả hiện tượng xảy ra.

Yếu tố nào, lực F hay thời gian tác dụng t của lực lên một vật, là Ịuan trọng hơn trong việc làm thay đổi vận tốc của xe?

CẤ

1.26. Một người lái xe đang chạy với vận tốc V thì trông thấy có nột chướng ngại vật trên đường. Nếu anh ta phải hãm (thắng) cho xe ỉừng lại thì có điều gì giống nhau và điều gì khác nhau giữa hai trường ìợp sau đây: a/ hãm xe đột ngột dìíng lại, và b/ hãm xe cho dìíng từ tù?

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

£27. Người thủ môn bóng đá khi bắt một quả bóng sút vào cầu nônluôn di chuyển đồi taytheochiềuchuyển động của quả bóng để có hể đi dàng bẳt bóng “dính” hơn.Một võ sĩ quyền Anh trong cú đấm khi lao vào địch thủ luôn đạt hiệu quả mạnh hơn so với khi né người dcd xa địch thủ. Các vận động viên này đã vận dụng hiểu biết về động lượng như thế nào để tăng hiệu quả động Hình 1.9

‘

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

tác của họ?

ĐẠ O

.Q UY

1.28. Một võ sĩ karaté đã luyện tập công phu có thể dùng tay không chặt gãy một chồng gạch bằng một đòn chặt rất nhanh gọn. Hiệu quả của tác động trong trường hợp này đạt được do yếu tô’ nào? Bạn có thây mầu thuẫn hay không nếu so sánh với trường hợp võ sĩ quyền Anh khi lao vào đấm hạ dịch thủ? (hình 1.9).

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

HƯ NG

1.29. Một nhà vật lí nói rằng: “Hai đội kéo co thì đội nào đạp vào mặt đâ’t vơi một lực lớn hơn sẽ là đội thắng cuộc đọ sức”. Bạn có tán thành ý kiến đó không, Hãy lí giải ý kiến trên.

ẦN

1.30. Khi nhảy từ trên cao xuống mặt đắt, bao giờ người ta cũng phải rùn người gập đầu gô’i lại cho thần mình tiếp tục di chuyển thêm một quãng đường nhỏ theo chiểu nhả’xucíng. Tại sao h àn h động như vậy có th ể giảm bớt nguy C(‘ do rơi từ trên xuống?

CẤ

1.31. T hỉ nghiệm khảo s á i về bảo toàn động lượng: H ai ngườ m a n g già y p a t i n ngồ i quav m ặ t vào nhau, cá ch nhai; chừru 3-5m, t a y mỗi người cầm một đầu sợi d ây th ừ n g

HÓ

Dự đ o á n xe m sẽ xảy ra điều gì khi m ộ t người keo sợ. dây t h ừ n g t r o n g khi người k ia chỉ giữ c h ặ t l ấy dây. Giả; th íc h điều b ạ n đự đoán.

-L

Í-

Ai p h ả i t á c d ụ n g lực lớn hơn? Tại sao? So s á n h k h o ả n g thờ i gian lực tác d ụ n g ỉê n mỗi người.

TO ÁN

Ai có độ b iổ n đổi độn g lượng Iđn hơn? G iải t hích.

ƯỠ

T i ế n h à n h t h í n g h iê m . Mô t ả diều đã xảy r a tron g thực tê. B ạ n có t h ể n g h ĩ r a phương p h á p n à o đế chỉ có m ộ t người tron g h ai người ké o dâ y hav khôn g?

BỒ

Nếu hai người ngồi đôi diện nhau và dùng tay đẩy nhau thì độ biến đổi động lượng của họ th ế nào?

35 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

ĐẠ O

.Q UY

NH ƠN

1.32. Nam tước Munhaụsen là một nhẩn vật tưởng tượng trong một loạt chuyện dân gian Đức luôn thực hiện được những việc phi thường. Trong một lần cưỡi ngựa vượt qua đầm lầy, Munhausen không th ề nào thúc được con ngựa mà ông đang cưỡi nhúc nhích được nửa bước giữa đám lầy. Thế là ông dùng tay tự nắm lấy tóc mà nhâ’c bổng cả người lẫn ngựa lên khỏi mặt đâ’t, và cùng với con ngựa bay vọt ra khỏi nơi nguy hiểm.

HƯ NG

Bạn hãy phân tích tín h châ’t hoang dường của cách di chuyển theo lốì “tự nắm tóc nhâ’c mình lên ” đó.

ẦN

1.33. Khi bạn bước đi trên mặt đâ’t là bạn đã có một động lượng nào đó. Phải chăng động lượng của bạn tự nó hình thành và định luật bảo toàn động lượng đa bị vi phạm?

HÓ

CẤ

1.34. Nhà văn Pháp th ế kỉ XVII Syrano de Bergerac đã viết về một kiểu xe bay dùng nam châm trong một cuốn truyện của ông như sau: “Tôi nhờ ngưởi ta ch ế tạo cho một cái xe sắ t nhẹ, sau khi đã lên xe và ngồi th ậ t thoải mái, tôi ném một quả cầu nam châm lên cao. Thê’ là xe sắ t lập tức được nâng lên. Cứ mỗi lần tới gần quả cầu nam châm đã hút tôi thì tôi lạ i ném quả cầu lên phía trên …” Chỉ bằng cách ném quả cầu nam châm và lợi dụng sức hút của nó vào xe sắt mà tác giả đã bay lên đến tận… Mặt trăng !

TO ÁN

-L

Í-

Hãy chỉ rõ tính chất hoang tưởng của đồ án xe bay nam châm.

BỒ

ƯỠ

Hình 1.10 Con mực bơi

1.35. Con mực di chuyển trong nước theo cách sau: nó hút lấy nước vào trong thân thể qua một khe hở bên rồi sau đó dùng sức tống tia nước qua một cái phễu ở phía sau.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

Tên lửa vũ trụ th ì di chuyển bằng cách phụt các chất khí tạo thành khi đốt n hiên liệu từ thân nó ra phía sau.

.Q UY

Có điểm nào giống nhau và khác nhau giữa hài chuyển động này? (hình 1.10).

HƯ NG

ĐẠ O

1.36. Các quả bóng th ể thao luôn phải được thử về dộ nẩy (còn gọi là “hệ số’ hồi phục”). Người ta thả rơi bóng từ một độ cao nào đó và đo độ cao nẩy lên của nó. Những quả bóng nào không đạt độ nẩy tiêu chuẩn ứng với từng loại (bóng ping-pong, bóng ten-nít, bóng đá v.v…) đều phải bị loại bỏ. A

ẦN

Hãng phim Mĩ Walt D isney đã xây dựng một Ưộ phim nói về một chất liệu gọi là “Flubber” có th ể làm cho các quả bđng th ể thao nẩy lên cao hơn dộ cao mà ta thả rơi chi$ig. Liệu điều này có th ể thực hiện được không?

1.37. Thí nghiệm quan sát thành phẩn cửa lực thực hiện công

di chuyển một vật.

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

CẤ

Buộc cân lò xo vào vật có khôi lượng lk g và nôì thêm dây vào đầu cân rồi cầm dây kéo vật di chuyển trên mặt bàn sao cho sợi dây luôn giữ song song với m ặt bàn và vật di chuyển đều. Bây giờ kéo sợi dây di chuyển vật đều trên bàn nhưng luôn giữ cho dây tạo thành một góc, ví dụ 30° 80 với mặt bàn. Sô’ chỉ của cân lò xo trong hai lần kéo dây có khác nhau không? Lực theo hưống chuyển động của vật trong hai trường hợp cộ khác nhau không? Công thực hiên khi di chuyển lk g đi lm trong hai trường hợp là bao nhiêu?

ƯỠ

Dự đoán lực kéo và công thực h iệ n khi di chuyển vật lk g đi 2m. Thực hiện thí nghiệm . Bạn dự đoán có đúng không? Lí giải k ết quả quan sát được. 1.38. Thí nghiêm khảo sát khoảng dừng của các vật đang di

Giữ đứng một cái thước bẹt trẽn một iuặt bàn nhẵn.

BỒ

chuyển.

37 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

.Q UY

NH ƠN

Đ ặt hai cái vòng đệm (hoặc hai đồng tiền ) đằng trước hai đẩu thước. Di chuyển cái thước để đẩy hai cái vòng đệm chuyển động với vận tốc như nhau trên m ặt bàn trong chốc lát rồi dừng thước lại. Chọn hai cái vòng đệm sao cho khoảng trượt th êm trước khi đứng lạ i của chúng là bằng nhau.

ẦN

HƯ NG

ĐẠ O

Bây giờ dùng băng dính gắn thềm một cái vòng đệm thứ ba vào m ột trong hai cái vòng đệm đã chọn. Lại dùng thước đẩy cho chúng trượt đều trên mặt bàn trong chốc lát rồi dừng thưổc. Khoảng cách chạy thêm của chúng như thê’ nào sau khi dừng thước? Do đâu mà chúng còn chạy thêm được một quãng đường sau khi ta thôi không đẩy chúng? Lực nào thực hiện công làm dừng các vòng đệm? So sánh lực và công thực h iện làm dừng một vòng đệm v-à làm dừng hai vòng dệixv gắn chung vào nhau? Tại sao khoảng cách chạy thêm của hai vòng đệm và của một vòng đệm lại đúng như k ết quả đã quan sá t thây?

CẤ

1.39. a/ Hai xe ô tô chề nặng nhẹ khác nhau đang chạy với cùng vận tôc như nhau và cùng phải hãm phanh (thắng) gâ’p. Quãng đường từ lúc phanh g ấp đến khi ô tô dừng hẳn có khác nhau không? Giải thích.

-L

Í-

HÓ

jb/ Hai xe cùng khôi lượng chạy với vận tốc khác nhau, ví dụ với vận tô’c gấ p đôi nhau, thì quãng đường từ lúc phanh gấp đến khi dừng hẳn có tăng lên không và tăng lên gâ’p mây lần? Giải thích.

TO ÁN

c/ Nêu hai xe chở nặng nhẹ khác nhau với vận tô’c gấ p, nhau hai lần thì quãng đường từ lúc phanh gấp đến khi dừng hẳn tă n g lên gấp mây lần? Giải thích.

ƯỠ

Phải chăng có thể kết luận, vấn đề an toàn của việc chạy xe không phụ thuộc gì vào việc chở nặng hay nhẹ của xe?

BỒ

1.4 0. Thí nghiệm khảo sát sự chuyển hóa cơ năng.

Gắn chặt một đầu lò xo vào một khúc gỗ đặt dựng đứng cho

38 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

đầu tự do của lò xo hướng lên trên. Đeo kính bảo hộ để phòng ngừa xảy ra bất trắc. Chọn vài viên bi sắt kích cỡ khác nhau và đo khối lượng chúng. Đặt một viên bi lên đầu lò xo tự do. Ân viên bi xuống để nén lò xo lại cho bi chạm vào khúc gỗ. Thả nhanh tay ra cho lò xo dẩy bắn bi lên cao. Làm vài lần và đo độ cao bắn. lên trung bình của bỉ.

NH ƠN

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

.Q UY

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

kết

quả.

HÓ

CẤ

ẦN

HƯ NG

Tiến hành thí nghiệm và giải thích

ĐẠ O

Dự đoán độ cao bắn lên của những viên bi có kích thước và khối lượng khác nhau.

Hình 1.11. Sự chuyển cơ năng ổ vận động viên nhảy sào

TO ÁN

-L

Í-

1.41. Phân tích sự chuvển hóa cơ năng ở người vận động viên nhảy sào để thây rõ những yếu t-ô’ vật lí góp phần vào việc đưa thân th ể anh ta lên cao tới 6m hoặc hơn thê’ nữa (hình 1.11).

BỒ

ƯỠ

1.42. Để bảo đảm an toàn cho người đi xe trong trường hợp chẳng may xe gặp tai nạn, ngày nay trên các xe ô tô người ta thường lắp dặt cái túi khí tự động bơm đầy và bật lên che đỡ phía trước m ặt của người lá i xe cũng như trước mỗi hành khách.

39 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

.Q UY TP ĐẠ O

Mỗi cách lí giải trên nhân mạnh đến yếu tô’ nào đảm bảo giảm bớt rủi ro khi gặp tai nạn?

NH ƠN

Hãy giải thích tác dụng của túi khí bằng cách vận dụng hiểu biết về chuyển hóa năng lượng. Có thể giải thích bằng hiểu biết về động lượng hay không?

ẦN

HƯ NG

1.43. Một số nạn nhân ngã hoặc Jg. h 112 buộc phải nhảy từ các độ cao lớn xuống đất (ví dụ nhảy từ trên lầu cao của một tòa nhà cao tầng đang bốc cháy) nếu may mắn rơi trúng một vật mềm (như một tấm nệm dày chẳng hạn) hoặc trong khi rơi vướng phải các cành cây hay ống máng và làm gãy chúng trước khi chạm đất, hoặc gặp một sườn dốic và trượt xuống dưới thì, có nhiều cơ may sống sót.

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

CẤ

Giải thích tại sao?

Hình 1.13

1.44. Thí nghiệm minh họa định luật Bernoulli a/ Đặt một tờ giấy ngay bên dưới môi (hình 1.12) rồi thổi thật mạnh qua mặt trên của tờ giấy. Tờ giấy sẽ bị luồng không khí bạn thổi ra đẩy xuống hay nâng lên? Làm thí nghiệm và giải thích.

‘ b/ Đưa một cái thìa vào một dòng nước chảy mạnh ra từ vòi nước (hình 1.13). Cái thìa bị đẩy đi xa hay bị kéo lại gần dòng nước?

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

Làm th í ngh iệm và giải thích.

.Q UY

1.45. Các cầu thủ bóng bàn, bóng ten -n ít và bống đá đề) b iết rõ các cú bóng xoáy luôn gây bất ngờ cho đô’i phương V chúng kh ông bay theo đường thẳng. G iải thích tại sao?

ĐẠ O

1.46. a/ Khi trời nổi gió lớn bạn thường thây Tất kh< đóng các cánh cửa sổ đang mở toang của nhà mình. Tại sao’

ẦN TR B

1.47. Những người lá i mô-tô đua chạy với tốc độ cao luôn thâ’y chiếc mũ an toàn đội trên đầu bị kéo nâng lẽ n k hỏi đầu. Tại sao? Bạn có th ể đề xuất một hướng suy ngh ĩ giảm lực kéo nân g mũ an toàn khỏi đầu cho người lá i xe mô-tô đua không? (h ìn h l.1 4 )

HƯ NG

b/ Trời gỉổng bão lớn có th ể th ổi bay những tấ m tôn lỢ] mái nhà đóng đinh không chắc. Tại sao?

CẤ

Hình 114

HÓ

VẬT LÍ PHÂN TỬ VÀ NHIỆT HỌC

-L

Í-

1.48. Thí nghiệm quan sát sự khuếch tán.

TO ÁN

Đổ vào hai cái côc hai lượng nưđc bằng nhau, môt đựní nước nổng và m ột đựng nước lạnh. Nhỏ vào mỗi cốc nưới ‘■một g iọt nứớc màu. Quan sá t sự hòa trộn của giọt nước mài trong hai cốc nước.

ƯỠ

Ở cốc nước nào, sự hòa trộn xảy ra nhanh hơn? Tại sao?

BỒ

Sự hòa trộn của giọ t nước màu trong mỗi cốc nước ctí xảy ra m ột cách đ ố i xứng (tức là đều đặn theo các hướng; hay không? T ại saó?

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

của phân tử nưđc xức nưđc hoa đến khoảng th ời gian đến lúc người kia

ĐẠ O

P h ải chăng có th ể tín h được tốc độ hoa bằng cách lây khoảng cách từ người người ngửi th ây mùi nước hoa chia cho tín h từ lúc người xức nước hoa bước vào ngửi th ấy mùi nước hoa?

.Q UY

NH ƠN

1.49. Khi m ột người xức nước hoa bưđc vào trong phòng th ì chẳng bao lâu sau những người khác có m ặt trong phòng đều ngửi th ây mùi nước hoa. G iải thích h iện tượng này.

ẦN

HƯ NG

1.50. N guyên tử và phân tử có câu tạo chủ yếu là không gian trống rỗng. Do đó các v ậ t th ể vật chất như cái sàn nhà, cá i giường hoặc ngay chính bản th ân con người cũng có cấu tạo chủ yếu là khổng gian trông rỗng. T ại sao các v ậ t th ể v ậ t chất lạ i không di xuyên qua nhau, chẳng hạn như m ột người ngồi trên g h ế kh ông tự do rơi qua m ặt ghê’ vôn có câu tạo trống rỗng?

CẤ

1.51. Ta đã b iết các phân tử khí đựng trong m ột bình kín dặt trên bàn luôn luôn chuyển động va đập vào thành bình tạo n ên áp suất trên th ành bình. Tại sao những va đập ấy lạ i không làm cho cả khô’i khí trong bình di chuyển về một phía nào đó?

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

‘ 1.52. Theo thuyết động học chát khí n h iệt độ liên hệ VCM động n ăng trung bình của phân tử khí. Vậy có th ể ndi hảyk h ôn g về n h iệt độ của khoảng chán không, ví dụ như kkoấng kh ông gian giữa các ngôi sao?

Hình 1.15

1.53. Thí nghiệm quan sát sự phụ thuộc giữa áp suất và thể tích cửa một lượng chất khí.

Cắt bỏ phần th ót phía trên m ôt bình nhựa đựng nước thường dùng, ú p ngược bình vào m ột xô nước để giam m ột lượng khồng khí n h ấ t định bên trong bình. Từ từ ân bình để dìm nó vào trong xô nưđc. (hình 1.15)

42 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

.Q UY

Quan sá t và so sánh mực nước ở bên trong bình so với mực nước trong xô ở bên ngoài bình, ứng vđi vài vị trí â’n bình, ví dụ với cột nước bên trong bình bằng 1/3, 1/2,. 2/3 chiều cao của bình.

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

ẦN

HƯ NG

ĐẠ O

T ại sao khi ân bình đ ể dìm nó vào trong xô nước, cột nưđc bên trong bình cao hơn mực nước bên ngoài nhưng không th ể choán h ết thế tích trong của bình? Có th ể căn cứ vào độ chênh mực nước bên trong bình so với mực nưđc bên ngoài để phán đoán về áp su ất của lượng khí bên trong bình hay không? Áp suất â’y thay đổi … của lượng khí bị giam trong bình giảm …

CẤ

1.54 Thí nghiệm quan sát sự phụ thuộc áp suất chất khí vào nhiệt độ khi thể tich không đổi.

Hình ĩ . 16. M ột kết q u ả bất ngờ

-L

Í-

HÓ

xảy ra khi hộp sắt tây lạnh đi Dùng m ột cái hộp sắ t tây (loại thường dùng đựng dầu nhờn hoặc dầu thực vật) đã sử dụng h ết dầu. Đun sôi m ột ít nước đựng trước ở trong hộp rồi đậy chặt nắp lại.

TO ÁN

Dội nước lạnh lên hộp đang chứa đầy hơí nước sôi. Hộp sẽ như th ế nào? G iải th ích (hình 1.16) 1 .5 5 . Một thí nghiêm đơn giản với nước đun sôi.

BỒ

ƯỠ

Đổ chừng 2 – 3 cm chiều cao nước vào một cái xoong thường dùng trong nhà bếp rồi úp một cái cốc rỗng không vào xoong nước (quay đáy cốc lên trên). Đặt xoong lên bếp điện (hoặc bếp gas) đun ‘ nước trong xoong tới sôi trọng vòng v à i phút (không được để nước cạn). Tắt bếp và quail sát sự dĩ chuyển của nước trorig xoong.

43 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Tại sao nước không nằm yên trong xoong?

.Q UY

1 .5 6 . Thí nghiệm với cái chong chóng “thần bí”

NH ƠN

Thí nghiệm này có gì khác với thí nghiệm hơ nống cái cốc rỗng không rồi úp vào một đĩa nước hay không?

ẦN

HƯ NG

ĐẠ O

Cắt m ột hình chữ n h ậ t bằng giây cuốn thuốc lá (hoặc một thứ giấy m ỏng và nhẹ nào đó). Gâ’p đôi nó lần lượt theo chiều ngang và chiều dọc rồi mở nó ra thì giao điểm của hai vết gấp sẽ là trọng tầm của nó. Đ ặt m iếng giây đã gấp lên đầu nhọn của m ột cái kim dựng đứng để mũi kim đỡ đúng v à o trọng tâm m iếng giấy.

CẤ

Hình 1.17

M iếng giây thăng bằng. Bây giờ bạn hãy đưa bàn tay lạ i gần nó (hình 1.17), chú ý đưa rất nhẹ nhàng, không tạo ra giổ dù chỉ tí chút để m iến g giây khỏi rơi. M iếng giấy th ế nào? Bạn đưa tay th ậ t nhẹ nhàng ra xa. M iếng giấy

bây giờ thê’ nào?

Í-

HÓ

Lại đưa tay th ậ t nhẹ nhàng lạ i gần. M iếng g iấ y th ế nào?

-L

Giải thích h iện tượng quan sá t được.

1.57. a/ Khi uổng cà phê, bạn thường dùng thìa khuây cà phê trong cốc. Lúc ây bạn. đã thực hiện một công cơ học và theo nguyên lí thứ nhất của nhiệt động” lực học thì công này đã chuyển., hóa thành nội năng cua cà phê, tức là làm nóng thém cà phê. Tuy

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

Miếng giấy quay theo chiều nào. So vói chiều từ cổ tay qua lòng bàn tay tới ngón tay thì chiều quay của miếng giấy có thay đổi không, mỗi khi ta thay đổi vị trí của bàn tay? Điều đó chứng tỏ gì?

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

nhiên, bạn vẫn khuấy thìa để làm cho cà phê mau nguội. Vậy thực chất của vấn đề là ở chỗ nào?

.Q UY

b/ Một chiếc quạt điện quay đã thực hiện công làm cho không khí bị nó khuấy trộn hơi nóng thêm một chút. Tại sao bạn vẫn dùng quạt để làm mát cơ thể mình?

1.58. Những quá trình sau đây có phải là đẳng quá trình hay không:

aJ Cái săm (ruột) xe đạp đã căng hơi để phơi ngoài nắng.

HƯ NG

ĐẠ O

b/ Các bánh xe đạp lăn trên, đường khi xe chạy lâu trên đường.

Hình 1.18

kh i

quá trình giãn nở nhanh của chất

1.59. Thí nghiệm khảo sát

ẦN

c/ Cái bơm xe đạp khi sử dụng để bơm căng các bánh xe đạp.

CẤ

Bạn hãy há miệng hà hơi vào lòng bàn tay và cảm nhận là không khí thở ra từ phổi bạn ấm nóng. Bây giờ bạn chúm môi lại và thổi nhanh không khí từ phổi ra (hình 1.18).

HÓ

Luồng không khí ấy thế nào? Có thể nghĩ gì về nhiệt độ của chất khí khi giãn nở nhanh và khi nén nhanh (như ở câu c/ bài toán 1.58 ở trên).

-L

Í-

1.60. Con người có phải ỉà một động cơ nhiệt không? Giải thích.

TO ÁN

1.61. Giả thử có một người muốn làm mát càn phòng của họ bằng cách đóng kín tất cả các cửa của căn phòng đó lại rồi mở cánh cửa tủ lạnh đặt trong phòng này ra.

.62. Ai cũinglMấib.£ác động cơ nhiệt có thực luôn luôn nhả một

BỒ

ƯỠ

Bạn có tán thành cách làm mát phòng như thệ kkộrvg? Lí giải ý kiến của bạn. ,

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

.Q UY

NH ƠN

lượng nhiệt khá lớn cho các nguồn nhiệt độ thấp. Tại sao không tìm cách tận dụng nhiệt ỉượng bị bỏ phí này theo kiểu xây dựng một động cơ nhiệt thứ hai có nguồn nhiệt độ cao là nguồn nhiệt độ thấp của động cơ thứ nhất?

1.(83. Làm cách nào dừng xe ô tô lại nhanh hơn?

ĐẠ O

Một học sinh nói rằng cần phải đạp mạnh hơn lên phanh hãm (thắng) và phải tắt động cơ.

ẦN

HƯ NG

Nhưng mọi người lái xe có kinh nghiệm đều biết rõ là xe ô tô sẽ dừng lại nhanh hơn nếu như hãm phanh mà không tắt động cơ, không tách động cơ khỏi bánh xe phát động. Đặc biệt khi xe xuống dốc núi hoặc chạy trên đường trơn thì cấm ngặt tắt động cơ.

Bạn có thể lí giải được điều này không?

1.64; Thi nghiệm Umov khảo sát sự phụ thuộc của khả nãng chịu uốn

của mội thanh vật liệu vào hình dạng thiết diện thanh.

CẤ

Cắt bốn dải bìa các-tông mỏng dài chừng 20cm, ngang 5-6cm. Đặt một dải bìa gác ngang hai chồng sách rồi dùng dây treo vào giữa dải bìa đó một trọng vật, ví dụ một cái vòng đệm đủ nặng để uốn cong dải bìa đó.

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

Gấp một dải bìa thứ hai dọc theo chiều dài, tạo thành một thgình có thiết diện hình chữ V, và một dải thứ ba có thiết diện hmji n. Gác các thanh này giữa hai chồng sách và dùng dây treo trọng vật vào giữa chúng. “r* Các thanh thứ hai và thứ ba này có dễ bị uốn cong nhừ dải bìa thứ nhất không?

BỒ

ƯỠ

Cuộn dải bìa thứ tư lại thành ống tròn và lại thử treo trọng vật vào giữa thanh. Thử nghiệm để khẳng định xem hình dạng nào của thiết diện thanh làm cho thanh có khả năng chịu biến dạng uốn cao hcta. 1.65. Lấy 4 thanh gỗ (hoặc thanh tre) đóng lại thành một cái khung hình chữ nhật. Lây 3 thanh khác đóng lại thành cái khung

46 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

hình tam giác.

.Q UY

Khung nào vững chắc hơn? Có thể kết luận gì từ kết quả quan sát này’?

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

1.66. Bêtông cốt thép bền vững hơn bêtông thường. Tại sao?

HƯ NG

ĐẠ O

1.67. Thi nghiệm Plateau. Đổ cồn hoặc rượu nồng độ cao vào một cái cốc to rồi rót dầu nhờn vào cốc. Dầu nhờn sẽ chìm dưới đáy cốc. Cho thêm nước từ từ vào cồn cho đến khi dầu nổi lên lơ lửng trong lòng hỗn hợp nước + rượu. ịl Dầu tụ lại thành hình dạng như th ế nào? Tại sao?

CẤ

ẦN

Nếu bạn đã rút được kỉnh nghiệm tạo ra hỗn hợp nước + rượu thích hợp thì bạn có thể hòa trộn hỗn hợp trước rồi dùng xơ-ranh bơm thật cẩn thận dầu vào cốc để tạo ra một giọt dầu lớn hình cầu và tỉếp tục làm thí nghiệm giông như nhà vật lí Plateau, người Bỉ thế kỉ XIX.

-L

Í-

HÓ

Lấy một que gỗ dài xuyên qua tâm củakhôidầu hình cầu và quay que. Quan sát sự quay của khối dầu chođến khinó bị tách ra thành nhiều giọt nhỏ (hình 1.19).

TO ÁN

Gác giọt dầu nhỏ có dạng gi và quay như thế nào?

ƯỠ

1.68. a/ Đạn ghém đúc còn được gọi là “đạn tháp” được chế tạo như sau. Nồi nấu chì được đặt trên một tháp kim loại cao tới 45m. Ghì lỏng được đổ qua khuôn rồi thả cho rơi xuống một bể nước lớn ở dưới chân tháp. Những giọt chì nóng chảy nguội lại thành đạn ngay trong thời gian rơi và chúng đều có dạng hình cầu. Tại sao?

BỒ

b/ Những giọt nước mưa rơi có dạng hình gì? Tại sao?

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

ẦN

HƯ NG

ĐẠ O

.Q UY

NH ƠN

Hình 1.20

ĐIỆN TÍCH VÀ ĐIỆN TRƯỜNG

Í-

HÓ

CẤ

1.70. Đầu thế kỉ XX, nhà vật lí Mĩ R. A. Milỉỉkan đã thực hiện những thí nghiệm đầu tiên xác định được điện tích nguyên tố (của electron). Những thí nghiệm này đã trở thành kinh điển và nhờ chúng mà Millikan đã được trao tặng giải thưởng Nobel về vật lí (năm 1923).

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

-L

Miỉlikan dùng một thiết bị giọt dầu và theo dõi sự rơi của các giọt dầu trong một điện trường; tức là sự rơi dưới tác dụng của hai lực có hướng ngược nhau: trọng lượng của giọt dầu và lực tĩnh điện tác dụng lên các giọt dầu. Các số liệu thực nghiêm đã cho kết quả là, điện tích của các giọt dầu có thể rất khác nhau, nhưng chúng luôn luôn là bội số ‘ Nhiều thí nghiệniặ^lÚMíới màng xà phỏng dã được mô tả trong cuốn sách “Vật

li vui” của tác giả người Nga Ya. t. Perahnan, đục, 1998.

1,.bản dich_d”^ắ xìiất bảírGíáa ■-

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

của một đại lượng nhất định: đỏ chính tá điện tích nguyên tố

NH ƠN

e=-l,6.10~19c.

.Q UY

T h í nghiệm sau đây cố thể giúp bạn hiểu được con đường suy lí lôgĩc mà Miỉlikan đã thực hiện để tìm ra điện tích nguyên tố.

HƯ NG

ĐẠ O

Dùng một cái cân xác định khối lượng của một cái hộp nhỏ trống rỗng. Bấc một nắm nhỏ bi sắt có đường kính chừng 3mm (có thể lấy loại bỉ nhỏ Hùng cho ổ bỉ xe đạp) cho vào hộp (nhớ là bô’c ngẫu nhiên không đếm) và ghi lại khối lượng các bi. Dấc sô’ bỉ này ra ngoài và bấc một nắm bi cùng loại – cũng ngẫu nhiên không đếm – nhiều hơn trước cho vào hộp để xác định khối lượng bi. ỊjỌĨ đổ bi ra để bốc một nắm bi khác nhiều hơn nữa – vẫn không’,đếm ! Làm như th ế 3 – 4 lần, mỗi lần đều ghi lại khôi lượng các bi. ‘

ẦN

Bạn thử suy nghĩ xem một viên bi sắt có khối lượng ?bao nhiêu? Khối lượng đơn vị của mỗi viên bỉ có thể nhỏ hơn một giá trị nào đó, ví dụ bằng V2 giá trị đó hay không?

CẤ

1.71. Định luật Coulomb và định luật vạn vật hấp dẫn Newton có dạng thức giống nhau (thường được gọi là “định luật về sự tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách”). Điều đó chứng tỏ lực tĩnh điện và lực hấp dẫn có điểm giếng nhau. Hãy chỉ rõ sự giống nhau giữa chúng.

Chúng cố điểm nào khác nhau không?

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

1.72. Lực hút tĩnh diện lớn’gấp nhiều lần lực hấp dẫn (chẳng hạn lực hút giữa electron và hạt nhân nguyên tử hidro lớn hem lực hấp dẫn giữa chúng khoảng 2,2.1039 lần). Tuy nhiên, thông thường chúng ta lại không nhận ra lực hút tĩnh điện giữa ta và các vật thể xung quanh, trong khi ta cảm nhận rất rõ lực hấp dẫn giữa ta và Trái đất. 1.73. Bạn cố thể kể ra một số điều kì lạ về sét hay không? 1.74. Mặt ngoài của màn hình máy thu vô tuyến truyền hình

BỒ

ƯỠ

Giải thích tại sao?

49 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

(TV) luôn bị bám bụi nhiều hơn các bề mặt khác của máy. Tại sao?

.Q UY

1.75. Phải chăng cường độ điện trường chỉ có thể mạnh đến một giới hạn nhất định tương ứng với một không gian xác định?

ĐẠ O

1.76. Quy tắc an toàn vận hành máy vi tính (computơ) .yêu cầu bắt buộc phải nối đất thiết bị. Giải thích tại sao?

ẦN

HƯ NG

1.77. Khi mưa giông có sấm sét, người ta thường khuyến cáo không đứng dưới những cây cao đặc biệt ở những nơi đồng không vắng vẻ. An toàn nhất là ngồi bên trong một vật bằng kim ỉoạỉ, chẳng hạn ngồi trong một xe ô-tô (hình 1.21). Giải thích tại sao.

Hình 1.21

1.78. Quy tắc an toàn vận hành máy thu vô tuyến truyền hình yêu cầu, không được mở vỏ máy và chạm tay vào thiết bị máy ngay sau khi vừa tắt điện. Giải thích tại sao.

-L

Í-

HÓ

CẤ

1.79. a/ Ta đã biết hiệu điện th ế giữa hai tấm của một tụ điện phẳog có chất điện môi ở giữa là không khí có liên hệ với điện duný của tụ điện theo hệ thức: AV = 1 = S Ì

c e0S

TO ÁN

trong đó d là khoảng cách giữa các tấm và tụ điện.

s là

diện tích của tấin

ƯỠ

Phải chăng chỉ cần nạp điện một lần cho tụ điện rồi cứ việc tăng khoảng cách d giữa các tấm lên vô hạn là ta có thể tăng hiệu điện thế giữa hai tấm lên … vô hạn?

BỒ

b/ Có-hai tụ điện như nhau, cùng có điện dung c. Một tụ điện được nạp điện tích qo còn tụ điện kia thì không có điện tích. Điện

50 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

năng dự trữ trong tụ điện là W1 = – .

ĐẠ O

2C. Điện năng dự trữ trong hệ bây giờ là W2 = – = -Wj 2(2C) 2

.Q UY

Bây giờ mắc song song hai tụ điện với nhau. Điện tích tổng cộng của hai tụ điện vẫn ỉà q0, nhưng điện dung của bộ tụ điện là

HƯ NG

Phải chăng trong cả hai trường hợp định luật bảo toàn năng lượng đều sai?

Dùng ông cao su nối vòi nước với một vỏ bút bi đã tháo bỏ ruột để tạo ra một vòi nưác phun. Gắn đầu vỏ bút bi này vào một cái phễu để tiện điều khiển (hình 1 . 22 ).

ẦN

1.80. T h í nghiệm tìm hiểu tại sao mưa giông to hạt.

CẤ

Cho vòi nước phun thành tia đi thẳng lên cao chừag nửa mét, rồi đưa lại gần nó một cái lược nhựa sạch và khô đã cọ sát vào dạ.

H ì n h 1.22. M ộ t trận mưa rảo thu nhỏ lại

Í-

HÓ

Quan sát các tia nước nhỏ bây giờ rơixuống đáy một cái đĩa đặt ở dưới đã trở thành lớn hơn trước và phát ratiếng lộp độp hệt như lúc trời mưa giông.

TO ÁN

-L

Do đậu mà các hạt nước rơi xuống trở thành lớn hơn? DÒNG ĐIỆN KHÔNG Đổl

dẫn.

ƯỠ

1.81. Có dòng điện qua dây dẫn hay không nếu ta dùng dây

a/ Nối một đám mây dông với đất.

BỒ

b/ Nối hai bản của một tụ điện trong một thiết bị điện tử đang sử dụng. 51

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

Tại sao người ta dùng dây dẫn nấỉ hai bản của một tụ điện chưa sử dụng để bảo quản tụ diện này? 1.82. Thí nghiệm khảo sảt mạch điện.

ĐẠ O

.Q UY

a/ Dùng một ăcquy hay hai cục pin khô và 20cm dây điện để thắp sáng một bóng đèn điện nhỏ (loại bóng dùng cho đèn pin). Phác thảo hai cách nôì dây đến đèn để làm đèn sáng và hai cách làm đèn không sáng. Điều’ kiện nào để bóag đèn sáng? Những bóng đèn điện dùng trong nhà bạn có cần những điều kiện đó để thắp sáng không?

ẦN

HƯ NG

b/ Bạn hãy dùng vài lớp vải dày bọc cẩn thận một bóng đèn loại sợi đốt đã bị hỏng rồi nhẹ tay đập vỡ bóng thủy tinh để quan sát đường đi của dòng điện đi qua bóng.

Vẽ phác lại sơ đồ cấu tạo một bóng đèn sợi tóc, chỉ rõ các bộ phận dây dẫn và bộ phận cách điện ở bóng đèn.

1.83. Hiện tượng điện giật gây nguy hiểm cho người là do th ế hiệu đặt vào hay do cường độ dòng điện chạy qua người? Có thể khẳng định câu trả lời của bạn dựa trêu bằng chứng nào?

CẤ

1.84. Nguồn điện trái cây. Có thể tạo ra một pin điện 1,5V gồm một sợi dây đồng và một sợi dây kẽm cắm vào một trái cây như ở hình 1.23. Chiếc pin này hoạt động khá tốt.

ID BỒ

Dây kẽm

Dây đồng

Pin trái cây

ƯỠ

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

Bạn có thể thử bằng cách cầm hai đầu dây đồng và kẽm dặt gần nhau trên lưỡi mình.

Hình 1.23

Bạn sẽ cảm nhận rõ cái cảm giác bị châm nhoi nhói rất nhẹ kèm theo một mùi vị kim loại trên đầu lưỡi. Cảm giác đó gây ra bởi một dòng điện nhỏ đi từ “pin trái cây” qua dây đến lưỡi có dung dịch nước bọt dẫn điện. Hãy thử vđi những sợi

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

dây kim loại khác nhau và với những trái cây khác nhau. 1.85. Hãy vẽ lại sơ đồ mạng điện trong nhà bạn.

.Q UY

a/ Các thiết bị điện, trong nhà bạn được mắc như th ế nào, nối tiếp hay song song nhau? Mắc như th ế có lợi gi?

h/ Cổ thể tăng vô hạn số thiết bị gia dụng trong nhà bạn hay không? Tại sao?

HƯ NG

ĐẠ O

1.86. a/ Ở một sô’ trại chăn nuôi đạị gia súc người ta dùng hàng rào diện để vây thả bò, ngựa. Con bò chạm vào một sợi dây của hàng rào điện có được an toàn giống như con chim đậu trên sại dây điện cao th ế hay không?

ẦN

1.87. Bạn có hai dây mayso 220V-500W và 220V-10Q0W. Hãy . lập sơ đồ thiết k ế một bếp điện có ba nấc công suất 500W, 1000W và 1500W.

HÓ

CẤ

1.88. Một loại bóng đèn điện sợi đốt ba chân có thể cho ba độ sáng khác nhau: tối, vừa sáng, rất sáng. Bạn hình dung ra được cấu tạo của loại bóng đèn này không? Thử phác họa cách bố trí các sợi tốc có công suất tiêu thụ nào đố để sử dụng tùy theo cách nối các chân bóng đèn với mạng điện.

TO ÁN

-L

Í-

1.89. Đèn điện thắp sáng trong nhà thường tức thời giảm độ sáng khi bật công tắc cho chạy một động cơ, ví dụ chạy niột máy giặt. Tại sao?

BỒ

ƯỠ

1.90. Nếu có một mạch điện gồm hai pin giống hệt nhau mắc xung dối như trên hình 1.24, thì dòng điện trong mạch xung đối 1=0.

Hình 1. 24

a/ Có thể suy ra hiệu điện th ế

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

ƯAB = IRa b = 0 hay không?

.Q UY

b/ Nếu ỉập một mạch rẽ AEB thì bóng đèn E có được thắp sáng lên không?

1.91. Cho một mạch điện như d hình 1.25. Dòng điện I ở mạch ngoài ARB nói chung phụ thuộc vào suất điện động §1 và ị 2 cồa

HƯ NG

ĐẠ O

mỗi nguồn điện cũng như điện trở trong 1*1 và r2 của chúng. Như th ế có nghĩa là I phụ thuộc vào điện trở của biến trở r là cái làm thay đổi điện trở trong của nguồn điện ị 2 –

Ở đây có mâu thuẫn gì không?

R -VWUình 1 OR

ẦN

Tuy nhiên người ta lại biết rõ là có thể ỉắp một mạch điệu theo sơ đồ đã nêu ở hình 1.25 để cho dòng điện ỉ ở mạch ngoài không phụ thuộc vào điện trở của biến trở.

-L

Í-

HÓ

CẤ

1.92. Để bảo đảm an toàa, khi thiết k ế các nguồn cung cấp điện năng cao áp (cao thế) n^iíời ta đôi khi cô’ ý tăng điện trở trong của nguồn. Tại sao một nguồn điện có điện trở trong lớn lại an toàn hơn nguồn điện có điện trở trong nhỏ? Bạn có th ể nêu một ví dụ gần gũi khẳng định điều này không?

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

1.93. Để giảm hao phí trên đường dây tải điện, người ta luôn sử dụng điện cao thế. Chẳng hạn như đường dây chuyển tải điện Bắc – Nam của chúng ta hoạt dộng ở điện áp 500 kV. Ở các nưốc có nền kĩ thuật tiên tiến người ta còn thực hiện việc tải điện với điện áp trên 700 kV và dự kiến sử dụng điện áp siêu cao UHV (ultra-high voltage) đến 2000 kV. Phải chăng việc sử dụng điện cao áp trong chuyển tải điện năng đi xa chỉ có lợi mà không có nguy hại gì cho môi trường và con người?

54 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Từ TRƯỜNG VÀ CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ

.Q UY

1.94. Hai dây dẫn song song gần nhau tương tác lẫn nhau khi cố dòng điện chạy qua chúng. Ta nói rằng lực tương tác giữa chúng là lực từ.

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

HƯ NG

ĐẠ O

Nhưng dòng điện cũng là dòng các điện tích, mà các điện tích ở gần nhau thì tác dụng lẫn nhau vái các lực tĩnh điện theo định -luật Coulomb. Căn cứ vào lí lẽ nào bạn khẳng định ỉực tương tác giữa các dây dẫn có dòng điện không phải là lực tĩnh điện?

ẦN

1.95. Điện k ế (ampe kế hoặc vôn kế) có điểm nào giống nhau và khác nhau so vđi động cơ điện?

CẤ

1.96. Trong một lần du lịch dã ngoại, chẳng may bạn bị lạc trong rừng. Bạn muốn sử dụng một la bàn để xác định phương hướng, nhưng đáng tiếc là kim nam châm của la bàn bị tróc hết sơn không còn có thể nhận ra đâu là cực N của kim nam châm. Nếu bạn có sẵn một cái đèn pin và một sợi dây đồng thì bạn có thể tìm ra hướng Bắc hay không?

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

1.97. Hình 1.26 vẽ sơ đồ thiết kế một loại tàu diện từ do nhà vật lí Nga Veyinberg , Nam châm diện đê xuất và nghiên cứu vào những năm đầu thế kỉ XX.

Toa tàu sắt

BỒ

ƯỠ

Toa tàu * bằng sắt của đồ án Veyinberg sau khi được phóng đi với một vận tốc nào đó sẽ bay trong lòng một ống

Hình 126

55 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

bằng đồng đã rút hết không khí mà phía trên ống đổng là một loạt những nam châm điện đủ mạnh.

.Q UY

Bạn có thể phân tích hoạt dộng của toa tàu điện từ này không?

ĐẠ O

1.98. a/ Các nhà khoa học nghiên cứu một số loài vi khuẩn như vi khuẩn Aquaspỉrỉỉỉum và vi khuẩn Magnetotacticum đặ phát hiện ra rằng chúng biết định hướng trong từ trường vằ di chuyển theo các đường cảm ứng từ.

HƯ NG

Bạn có nghĩ đến một giả thiết nào không về cấu trúc của cơ thể những loài vi khuẩn đặc biệt đó?

ẦN

b/ Loài chim bồ câu định hướng rất giỏi trong khi bay. Một giả thiết cho rằng bồ câu định hướng theo từ trường của Trái Đất nhờ có những “nam châm” tí xíu trong não.

Bạn thử đề xuất một phương án thí nghiệm kiểm chứng giả thuyết này.

CẤ

1.99. Nhiều thiết bị kĩ thuật hiệu đại sử đụng điện trường và từ trường hoặc để làm lệch chùm tia hạt mang điện tích hoặc để gia tốc các hạt đó. Chẳng hạn như thiết bị ỉái tỉa electron trong ấng thu hình của máy TV, thiết bị bằng từ dùng trong công nghệ laser, hay các máy’gia tốc hạt trong vật lí hạt nhân v.v…

HÓ

Trường nào trong hai loại điện trường và từ trường được dùng để ỉàm lệch chùm hạt tích điện. và trường nào dùng để gia tấc hạt tích điện? Chúng có thể đổi vị trí cho nhau được hay không?

TO ÁN

-L

Í-

1.100. Hiệu ứng HaìL Ai cũng biết một chùm hạt tích điện chuyển động trong chân không có thể bị từ trường làm lệch đi. Năm 1789 một sinh viên cao học 24 tuổi ở Hoa Kì tên là E. H. Hall đã nêu ra một câu hỏi rất logic làm đề tài nghiên cứu: “Các hạt tải điện trong một vật dẫn có bị từ trường làm lệch không?”.

BỒ

ƯỠ

Hiện tượng đi lệch của các hạt tải điện trong vật dẫn do từ trường ngoài về sau được gọi là hiệu ứng Hall. Nó cho phép người ta biết hạt tải điện trong vật dẫn là điện, tích dương hav âm, đo được số hạt tải điện đó trong một đem vị ttóí tíẹh vật dân. Việc 56

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

4 ghiên cứu hiệu ứng Hall đã giúp các nhà vật lí tìm hiểu sãụ hơn đẫn điện trong kim loại và bán dẫn, và đã đưa nhà bác học Klaua von Klitzing đoạt giải thưởng Nobel về vật lí năm 1985.

NH ƠN

9ự

.Q UY

Giải thích tại sao, dựa vào hiệu ứng Hall có thể biết được hạt t&i điện trong vật dẫn ỉà điện tích dưcmg hay âm, ví dụ ở vật dẫn kim loại là các điện tích âm?

I.Ỉ01. Khỉ nghiên cứu hiện tượng cảm ứng điện từ có một định ị =

độ biến thiên từ thông AO/A t:

ĐẠ O

lu$t định lượng quan trọng, liên hệ suất điện động cảm ứng ị với

ẦN

a/ Tại sao người ta không trình bày định luật nói về mối hên hệ gỉữa cường độ đòng điện cảm ứng với độ biên thiên từ thông? I

b/ Để tăng suất điện động cảm ứng có thể áp dụng những biển pháp nào?

Lấy ví dụ hai trường hợp: tạo dòng điện cảm ứng bằng cách di chuyển một thanh nam châm vào trong một ống dây dẫn và tạo dòng điện bằng cách quay một khung dây giữa hai cực một nam châm.

CẤ

Dự kiến những khó khăn có thể gặp khỉ tăng suất điện động cảm úag ở hai trường hợp trên.

HÓ

d Suất điện động cảm ứng ở hai ví dụ trên được hình thành do sự chuyển hóa dạng năng lượng nào?

TO ÁN

-L

Í-

1.102. Xe đạp dùng chạy ban đêm thường được lắp một dinamo để thắp sáng đèn xe. Tại sao khi đèn xe thắp sáng thì chân đạp thấy nặng hơn?

1.103. Một học sinh thả rơi một thanh nam châm bên trong một ống đồng, và nhận xét rằng thanh nam châm không rơi nhanh như các vật rơi tự do ngoài không khí (hình 1.27).

BỒ

ƯỠ

Bạn có cho Tằng nhận xét đó là đúng không? Nếu đúng thì ỉực nào đã cản trỏ sự Tơi của thanh nam châm ở bên trong ống đổng?

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

Gợi ý. a/ Xác định chiều của dòng điện cảm ứng trong ống đồng xuất hiện khi thanh nam châm rơi, nếu cực s của nó rơi trước.

.Q UY

-►-Ống đồng

Thanh nam châm rơi

ĐẠ O

b/ Từ trường của đòng điện cảm úng có hướng như th ế nào?

HƯ NG

c/ Lực ảnh hưởng sự rơi có hướng th ế nào? 1.104. trong khoảng không gian bao quanh Trái Đất có làm xuất hiện dòng điện cảm úng trên khung kim loại của máy bay không?

ẦN

Hình 1.27

b / Một xe ô tô có khung làm bằng sắt hoặc thép khỉ chạy

ngang qua một khung dây kín chôn sâu dưới mặt đường có làm xuất hiện dòng điện cảm ứng trong khung dây đó không?

CẤ

1.105. Micrô và bộ píccớp (pickup) của chiếc ghỉta điện cùng là những thiết bị biến đổi âm thanh thành dòng diện tương ứng.

HÓ

Dây đàn

TO ÁN

-L

Í-

a) Sơ dỗ cấu tạo Micrỏ

BỒ

ƯỠ

Đến Ampli

b) Sơ đổ bộ Piccớp (pickup) dàn ghita diện Hình 1.28

58 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Hình 1.28 là sơ đồ cấu tạo của micrô (hình a) và của bộ píccớp (hình b).

.Q UY

Ở micrô màng loa được nối với một cuộn dây quấn quanh một nam châm, còn ở bộ píccớp đàn ghita thì dây đàn khi gảy sẽ rung lên ở đằng trước một ông dây cũng quấn quanh một nam châm.

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

ẦN

HƯ NG

ĐẠ O

fft 0

1.106. Một đồ án “động cơ vĩnh cửu điện từ”

/T /

CẤ

Khoét hai lỗ nhỏ đối diện nhau trên hai tấm Hình 1.29 của một tụ điện phẳng đã tích điện. Điện trường bên trong tụ điện không thay dổi do có các lỗ đó và vẫn là đều.

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

Giả sử cho một hạt tích điện bay qua một lỗ vào bên trong tụ v diện với vận tốc nhỏ ban đầu (hình 1.29). Hạt này sẽ được điện ‘ trưởng bên trong tụ điện tăng tốc và khi qua lỗ thứ hai ra ngổài tihì nó đã thu thêm năng lượng AW=qAV. Bây giờ ta dùng từ trường làm đổi hướng chuyển động của hạt tích điện để cho nó lại bay qua lỗ thứ nhất trở vào bên trong tụ điện. Từ lực không thực hiện công khi hạt chuyển động ở bên ngoài tụ điện vì ộb luôn luôn vuông góc với đường chuyển dời của hạt. Hạt tích điện lại được tăng tốc và gia tăng năng lượng sau khi ra khỏi tụ điện qua lỗ thứ hai, dể rồi lại nhờ từ trường đưa trở lại lỗ thứ nhất. Cứ như thế, hạt tích điện sẽ có vận tốíc ngày càng lớn mà không cần tiêu tốn công! Đồ án “máy gia tốc hạt” này thật đcm giản và là một thứ động cơ vĩnh cửu.

KQ Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

.Q UY

NH ƠN

HƯ NG

ĐẠ O

electron tự do trong thanh kim l&ại di chuyển tạo thành dòng Hình 1.30 điện dưới tác dụng của từ lực (lực Lorentz). Nhưng ta đã biết từ lực luôn vuông góc với vận tốc của hạt tích điện chuyển động trong từ trường, do đó nó không thực hiện công. Mặt khác chính từ lực đã thực hiện công di chuyển, electron tạo ra dòng điện cảm ứng.

ẦN

Giải quyết mâu thuẫn này như th ế nào?

DAO ĐỘNG VÀ SÓNG

1.108. Khi mở một cánh cửa lâu ngày không sử dụng ta thường nghe thấy tiếng bản. lề kêu. Bạn có nghĩ đó là một dao động không? Và đâu là nguyên nhân gây ra dao động ấy?

HÓ

CẤ

1.109. Thí nghiệm về dao động của một lá mica mỏng chừng lm m lên một tấm kẽm dày (hình 1.31). Sau đó lấy một lá đồng thau, kích thước 20xl50xlm m uôn cong thành hình vòng cung (có thể dùng lọ thủy tinh làm khuôn để uốn).

-L

Í-

Nung nóng vòng cung đồng thau rồi đặt lên lá mica và quan sát sự dao động của nó.

LI 10. Thí nghiệm về con lắc muối. Dùng một bình thủy tinh lớn (hoặc một cái li thật to) đựng đầy nước, và một ỉọ nhỏ bằng nhựa trong suốt đựng dung dịch muối ăn đậm đặc đã hòa lẫn một chút mực dể cho nó có màu.

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

Cơ năng của dao động của vòng cung được chuyển hóa từ dạng năng lượng nào?

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

ẦN

HƯ NG

ĐẠ O

.Q UY

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

H ình 1.31

CẤ

Ở đáy lọ nhựa con, khoét sẵn một lỗ nhỏ có đường kính chừng 3xmn và đậy chặt bằng một nút nhỏ. Bây giờ nhúng lọ nhỏ này vào nước trong bình to rồi cẩn thận rút nút ở đáy lọ nhỏ ra..

HÓ

Quan sát và mô tả hiện tượng xảy ra giữa nước trong lọ nhỏ và nước trong bình lớn. Chuyển động của nước từ hai bình là chuyển động gì?

-L

Í-

Nó diễn ra đến khi nào thì kết thúc?

TO ÁN

1.111. Yo-yo là một thứ đồ chơi lí thú, dựa vào sự chuyển động tuần hoàn lên xuông hoặc đi-về của một vật quay. dụng cụ thí nghiệm do nhà bác học thiên tài J. c. Maxwell sáng chế, có tên gọi là con lắc Maxwell, giúp ta tìm hiểu dễ dàng dạng chuyển động tuần hoàn này.

ƯỠ

Một

BỒ

Bạn có th ể tự tay làm một con lắc Maxwell để quan sát sự chuyển động của nó.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

ĐẠ O

.Q UY

NH ƠN

Con lắc Maxwell chỉ đơn giản ỉà một cái đĩa tròn phẳng (có thể tiện bằng gỗ nặng chừng trên lOOg và có đường kính trên 5cm), ồ chính giữa đĩa gắn một trục nhỏ và nhẹ. Dùng hai sợi dây bền chắc và dài chừng 0,5m buộc vào hai đầu trục rồi treo bánh xe lên (hình 1.32).

ẦN

HƯ NG

Bây giờ cuộn đều hai sợi dây xung quanh trục bánh xe để nâng nó lên cao: con lắc đã dự trữ được một th ế năng nào đó. Nếu ta thả tay cho con lắc đi xuếng thì nó sẽ bắt đầu thực hiện một chuyển động tuần hoàn: sợi dây tở ra, Hình 1.32 con lắc vừa đi xuống vừa quay mỗi lúc một nhanh, thế năng của nó chuyển hóa thành động năng quay của con lắc; sau khi di chuyển tới điểm thấp nhất, động năng quay của nó đạt cực đại lại chuyển hóa thành th ế năng đưa con lắc quay theo quán tính đi lên v.v…

CẤ

1.112. Thí nghiệm về dao động không tắt của một con lầc lò xo.

HÓ

Dao động của con lắc dây hoặc con lắc lò xo đều là dao động tắt dần. Muốn cho nó không tắt, phải cung cấp năng lượng cho nó. Bạn có thể tiến hành thí nghiệm đem giản sau.

-L

Í-

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

Dùng một sợi dây nhôm đường kính chừng l , 8 mm, dài chừng 140-180mm, cuốn quanh một hình trụ (ví dụ một cái đèn ông) để tạo thành một lò xo có đường kính các vòng dây chừ&g 35-40mm. Đầu dưới của lò xo hàn với một lá đồng thau nhỏ để tạo thành một công tắc nối mạch. Lá đồng này lại tiếp xúc với một’ công tắc khác ở dưới cũng bằng đồng lá mỏng chừng 0,15mm uốn hơi cong và có thể điều chỉnh bằng một cái đinh ốc (hình 1 .3 3 ).

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

in t t g mạch có cường độ chừng 3A.

HƯ NG

ĐẠ O

.Q UY

Thoạt đầu bạn mở khóa 6 và cho công tắc 2 tiếp xúc với công tắc 3. Khi đóng công tắc 6 , dòng điện chạy qua các vòng dây lò xo làm xuất hiện lực hút giữa các vòng dây. Lò xo bị nén ỉại và mạch điện bị ngắt tại các công tắc 2 và 3. Lực hút không còn nữa nên lo xo giãn ra và các công tắc 2-3 lại chạm nhau để lập lại quá trình nén rồi giãn của lò xo.

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

ẦN

Hệ dao động là lò xo cứ tiếp tục chuyển động lên xuống một cách tuần hoàn chừng nào còn dược bộ pin cung cấp dủ năng lượng. Lố xo ở đây là một mô hình của hệ tự dao Hình 1.33 động rất nên biết. Con lắc trong đồng hồ là một hệ tự dao động điển hình trong cơ học. Mạch tự dao động dùng đèn điện tử ba cực hoặc triốt bán dẫn cũng là hệ tự dao động điển hình trong điện học.

HÓ

CẤ

1.113. Một ca sĩ khi ngân một nốt nhạc cóthể làm cửa sổ của một căn phòng rung lên, và thậm chí có thể làm vỡ một cái cốc! (Như trường hợp nữ ca sĩ Mĩ da đen Ella Fitzgerald). Hãy lí giải hiện tượng này theo quan điểm về sự dao động.

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

-L

Í-

1.114. Thí nghiệm ỵặi chiếc đĩa quay khoét lỗ. Nếu nhà bạn có máy hút bụi thì có thể tiến hành một thí nghiệm phát sóng âm. Hãy ghép thêm vào đầu ông mềm của máy một khôi hình nón có ỉỗ không quá lớn để tạo ra một tia không khí mạnh. Ngoài ra, cần một động cơ có số vòng quay lớn (như động cơ quạt máy chẳng hạn) và một đĩa bằng sắt tây hoặc cáctông cứng có đường kính 3050cm. Trên đĩa, khoét những lỗ cách đều nhau trên chu vi đường tròn rồi gắn đĩa vào trục động cơ và cho đĩa quay. Đưa đầu hình nón có khí phụt ra từ máy hút bụi lại gần các lỗ của đĩa quay, bạn sẽ nghe thấy âm phát ra với tần số xác định f = nk, trong dó n là số vòng quay của động cơ trong ls và k là số lỗ trên đĩa.

63 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

Thiết bị là một mẫu còi dùng đĩa quay đợn giản do nhà vật ỉí Thomas J. Zeebeck, người Đúc, sáng chế.

.Q UY

Nếu bạn khoét tám vòng lỗ cố sấ lỗ lần ỉượt ỉà 48, 45, 40, 36, 32, 30, 27 và 24 rồi lần lượt hướng tia không khí phụt qua từng vòng lỗ thì bạn sẽ nghe được các nết nhạc của âm giai thông

thường: DO, si, LA, SOL, FA, MI, RE, DO.

HƯ NG

ĐẠ O

1.115. Bất kì người lính nào cũng biết rõ, khi đã nghe thấy tiếng xé gỉố của viên đạn đại bác hoặc đạn súng trường thi chắc chắn không thể bị chết VI trúng phải viên đạn ấy. Giải thích tại sao.

ẦN

1.116. Con bọ cạp cát ở châu Phi phát hiện được con mồi ở trên mặt đất nhờ nhận ra được những sổng âm do con mồi phát ra khỉ cử động. Cơ sở nào .để con bọ cạp xác định được khoảng cách từ nó đến chỗ con mồi, biết rằng có một sóng dọc và một sóng ngang truyền từ con mồi đến nó.

1.117. Sóng biển ở ngoài khơi có thể thấp, nhưng kỉii đến gần bờ thì luôn cao hơn và thường “vỡ tung” ra. Giải thích tại sao.

HÓ

CẤ

Ỉ.118. Âm thanh phát ra từ một nguồn âm có thể đí đến tai người quan sát .theo đường thẳng và theo đường phản xạ từ một vật cản nào đó, ví dụ một dãy núi hoặc một “đám mây âm” trong không trung. Có những vị trí xác định của người quan sát so với nguồn âm mà khi đó âm thanh nghe thấy là rất lớn hoặc rất nhỏ thậm chí không nghe thấy. Hãy giải thích tại sao?

1.120. Ta biết rằng các đại lượng như suất điện động, hiệu điện th ế và cường độ dòng đều không phải là các đại lượng vectơ. Tạị sao trong phương pháp giản đồ vectơ ta lại biểu diễn chúng như các vector?

ƯỠ

TO ÁN

-L

Í-

1.119. Các đèn ống thường phải sử dụng balát (cuộn chấn lưu) để hạn chế dòng điện qua ống. Tại sao dùng cuộn cảm ứng để làm việc đó lại tốt hơn dùng điện trở thuần?

BỒ

1.121. Tại sao dùng giá trị hiệu dụng cho dòng điện và điện áp 64

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

xoay chiều lại tiện lợi?

.Q UY

NH ƠN

1.122. Nếu chỉ biết hệ số công suất coscp trong một mạch RLC thì có thể nói được hay không rằng, hiệu điện th ế sớm pha hay trẻ pha hơn cưởng độ dòng? Giải thích tại sao.

QUANG HỌC

HƯ NG

Ỉ.123. Hai thi nghiệm về phản xạ toàn phần.

ĐẠ O

Muốn tăng cosip trong mạch này, khi nào cần tăng L và kh: nào cần tặng c?

ẦN

a/ Cắm một cái đỉnh ghim vào một miếng nút bấc hình tròn Ví phẳng sao cho chiều dài của đỉnh vừa lổn hơn bán kính cjpa mặì miếng bấc tròn. Đặt miếng bấc trên hai giá đỡ nhỏ trong lòng mội cái cốc thủy tinh, ở tư th ế đinh ghim quay xuấng dưới. Bạn nhìr qua cốc thủy tinh và đảm bảo là đã nhìn thấy được chiếc dint ghim.

Bây giờ bỏ hai giá đỡ đi và thả miếng bấc có đầu đinh ghiir quay xuống dưới nổi trên mật nước đã đổ vào cốc.

Bạn có còn nhìn thây chiếc đinh ghim nữa không? Tại sao?

HÓ

CẤ

b/ Nếu có một bể nuôi cá bằng thủy tinh và một m áy chiếi ảnh thì bạn còn có thể khảo sát hiện tượng trên một cách hiệu quể hơn nữa.

TO ÁN

-L

Í-

Dùng nước có pha màu nhạt đổ vào khoảng gần nửa bể. Hướng chùm sáng hẹp cho đi gần sát mặt nước lệch một góc nhỏ so vớ: đường nằm ngang. Nếu nhìn vào bể từ bên thành bể thì sẽ thấ3 vết của chùm sáng như một đoạn đường thẳng.

BỒ

ƯỠ

Bây giờ, hãy chuẩn bị một dung dịch muối ăn đậm dặc, lọc cho th ật trong và cũng pha thêm một chút màu như với nước đã đổ vào bể thủy tinh. Dùng một cái phễu có gắn thêm ốhg nhựa C đầu mút cho chạm tới đáy bể rồi thật cẩn thận rót từ từ nước muấi đã chuẩn bị vào bể sao cho không làm lay động nước tronji tinh.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

Khi bể gần đầy và mặt phân cách nước-dung dịch muối đã cao hơn điểm tới của tia sáng thì tia sáng bắt đầu bị cong đi.

.Q UY

Bạn có thể giải thích được hiện, tượng này không?

ĐẠ O

1.124. Thí nghiêm với buồng tối. Lấy một hộp gỗ hoặc hộp cáctông, gỡ bỏ một mặt và thay vào đó một tấm kính mờ hoặc một tờ giấy can dùng trong vẽ họa đồ, hoặc một tờ giấy tráng paraíin (hoặc sáp nến). Ở mặt hộp đối diện với màn hình kính mờ, khoét một lỗ nhỏ.

ẦN

HƯ NG

Đặt một đèn sáng có chụp trước lỗ nhỏ (hoặc một cây đèn cầy đốt sáng) và quan sát ảnh của vật sáng trên màn hình kính mờ. Thu nhỏ kích thước của lỗ nhỏ, ảnh của vật sáng sẽ th ế nào? Có thể thu nhỏ mãi mãi lỗ của buồng tối hay không? Tại sao?

I.Ị25. Khi quan sát một con cá đang bơi trong một bể cá, ta chỉ có thể thấy nó thật rõ khi nhìn gần như thật thẳng đúng với nắp bể cá, còn khi nhìn theo phương nghiêng với nắp bể cá thì luôn luôn chỉ thấy một cách mờ mờ. Tại sao như vậy?

CẤ

Bạn có bao giờ tự hỏi: “Con cá nhìn thấy chúng ta và mọi vật ở ngoài th ế giới nước của nó như th ế nào?” hay không?

Í-

HÓ

1.126. Trong cuốn tiểu thuyết viễn tưởng “Người tàng hình” nhà văn Anh H. Wello đã mô tả một nhà vật lí học khám phá ra một cách làm cho thân thể ông ta trở thành không ai nhìn thây được, do đó trd thành một người có uy lực vạn năng.

TO ÁN

-L

Tuy nhiên, theo quan điểm vật lí học thì người vô hình lại là một người mủ: khi toàn bộ thân thể người đó trở thành trong suốt để không ai còn trông thấy ông ta thì ông ta cũng không nhìn thây dược một người nào cả. Tại sao như thế?

BỒ

ƯỠ

1.127. Từ thời xa xưa người ta đã biết có thể dùng thấu kính để tập trung năng lượng mặt trời để lấy lửa. Người cận thị hay người viễn thị hay người già không bị tật mắt có thể dùng kính đeo mắt của mình thực hiện được việc này? 1.128. Thí nghiệm xác nhận sự hiện diện của điểm mù trong mắt.

66 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

.Q UY

Nhắm mắt trái lại và đặt hình 1.34 cách mắt phải chừng 20 centỉmet và dùng mắt phải nhìn cái gạch chéo ở phía trái hình vẽ. Sau đố đưa dần hình vẽ lạỉ gần mắt tới một khoảng cách xác định thì bạn sẽ thấy cái vòng tròn bôi đen ở giữa hai đường tròn cắt nhau hoàn toàn biến mất, trong khi phần khác của hai đường tròn vẫn nhìn thấy rõ.

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

ẦN

HƯ NG

ĐẠ O

Thí nghiệm này là một biến thức của thí nghiệm do nhà vật lí người Pháp E. Mariotte tiến hành năm 1668 đã từng làm cho các cận thần của vua Louis 14 sửng sốt. Mariotte đã Hinh 134 đề nghị hai người đứng cách nhau chừng 2 mét, quay mặt vào nhau, sau đó để họ nhìn một điểm nào đó ở bên cạnh bằng một mắt: haỉ người bỗng nhiên khám phá ra là họ nhìn thây người kia… không có đầu!

1.129. Thí nghiệm về giao thoa trong gương phũ bụi.

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

CẤ

Net/ ta thắp một ngọn nến hay bật đèn pin trước một tấm gứơng phủ đầy bụi thì ta sẽ thấy xung quanh ngọn nến hay bóng đèn có một đường viền màu sắc cầu vồng. Đường viền xuất hiện do sự giao thoa của ánh sáng phản xạ từ gương phủ các hạt bụi sắp xếp hỗn độn. Các hạt bụi này làm thành một “cách tử nhiễu xạ”, tức là một thiết bị có nhiều khe tạo ra hiện tượng giao thoa tương tự như khe Young.

BỒ

ƯỠ

Bạn có thể làm một cái “gương phủ bụi vĩnh cửu”. Lấy một tấm kính sạch, bôi lên đó một lớp vazơlin mỏng rồi rắc đều bột mạt cưa gỗ thông thật mịn. Đặt một cây nến đã thắp sáng lên trên tấm kính này và nhìn vào ngọn lửa nến qua các hạt bột thì sẽ thây nó được viền một số vành ngũ sắc. Bên trong mỗi vành là màu xanh, bên ngoài là màu đỏ.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

1.180. Thi nghiệm quan sát vân giao thoa trên màng xà phòng.

HƯ NG

ĐẠ O

.Q UY

Nhúng một cái tách màu sậm (màu tối sậm làm nền để nhìn được rõ hơn các vân màu giao thoa) vào nước rửa chén và cầm nghiêng cái tách cho miệng tách quay xuông đưứi tạo thành một màng xà phòng mỏng bao lấy miệng tách. Nhìn ánh sáng phân xạ từ màng xà phòng này sẽ thấy nhữag dải màu cầu vồng xoay tròn trong khi nước xà phòng chạy theo màng xuống phía dưới tạo thành một cái nêm có đáy mỗi lúc một dày thêm. Đỉnh nêm sẽ mỏng dần cho đến khi nhìn nó thấy tối đen: đó là lúc bề dày của đỉnh nêm chỉ còn bằng Í4 bước sóng của sóng ngắn nhất trong ánh sáng trắng. Đây cũng là lúc màng quá mỏng và vỡ.

ẦN

Bạn có thể hiểu được sự hình thành ván giao thoa ở màng xà phòng mỏng này không?

1.131. Một xe ô tô ban đêm rọi hai luồng ánh sáng từ hai đèn pha của nó. Ở vùng hai ỉuồng sáng đó giao nhau có xảy ra hiấn tượng giao thoa ánh sáng hay không? Tại sao?

1.132. Nhìn một váng dầu mỏng trên mặt đường nhựa ta có thể thấy những vân màu sắc cầu vồng. Những vân màu sắc này chứng tô có hiện tượng gì xảy ra ở váng dầu mỏng?

HÓ

CẤ

1.133. Trong Thế chiến II, các phi công Anh bay qua eo biển Manche đã phát hiện ra rằng, khi bay ở những độ cao xác định họ không nghe được các tín hiệu radio phát từ các trạm phát dặt ở mỏm núi cách mực nước biển 200m. Giải thích hiện tượng.

TO ÁN

-L

Í-

1.134. Một người đứng bên ngoài cánh cửa mở hé của một căn phòng có thể nghe rõ tiếng nói của một người khác đang ở trong phòng nhưng không thể trông thấy người đó. Giải thích tại sao?

BỒ

ƯỠ

1.135. Tại sao không thể tăng vô hạn độ khuếch đại của kính hiển vi quang học.

1.136. Các sóng vô tuyến dùng trong truyền thanh, truyền hình và radar khác nhau về tần số như th ế nào? Tại sao không thể sử dụng cùng những sóng vô tuyến như nhau vào các mục đích này? 68

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

1.137. Khi chiếu tia sáng trắng theo phương vuông góc với mặt phằng phân cách giữa các môi truỉmg thì hiện tượng khúc xạ và hiện tượng tán sắc biều hiện như th ế nào?

.Q UY

1.138. Bóng đèn màu dỏ có bước sóng X =7.10’7m. Ở trong nước cố chiết suất n= l,33, ánh sáng đó cố bước sống bao nhiêu và tương

ứng với màu nào?

ẦN

HƯ NG

ĐẠ O

1.139. Mô hình cơ học cùa hiệu ứng quang điện.

Hình 1.35

CẤ

HÓ

Đặt hai viên bi thép có đường kính 2cm tại điểm thấp nhất của mắng, tượng trưng cho các electron hóa trị trong nguyên tử.

ƯỠ

TO ÁN

-L

Í-

Sau đó thả một viên bi thép giống như thế, tượng trưng cho photon từ các vị trí khác nhau trên máng. Mỗi vị trí ứag với một photon có năng lượng khác do đó có tần số khác: R là photon đỏ, o là photon cam, Y là photon vàng, G là photon lục, B là photon lam và V là photon tím. Mỗi lần thả bi đều phải đảm bảo đặt had viên bi tượng trưng electron hóa trị nằm đúng tại cùng điểm đáy đường dốc (hình 1.35).

BỒ

Lặp lại việc thả bi mỗỉ màu photon hai lần. Ghi các kết quả (ặụan sát được và trả lời các câu hỏi sau:

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

a/ Những photon mang màu nào đủ khả năng làm electron di chuyển?

.Q UY

b/ Có khi nào một photon làm di chuyển được nhiều hơn một electron?

ĐẠ O

c/ Hãy dự đoán xem hai photon đỏ có thể có đủ năng lượng để làm di chuyển một electron hay không. Sau đó làm thí nghiệm để kiểm chứng dự đoán.

ẦN

HƯ NG

dI Mô hình này có thể sử dụng để chứng tỏ, tùy theo mức độ gắn bó của electron hóa trị với nguyên tử mà cùng một bức xạ, ví dụ photon cam, có thể đẩy nó ra khỏi nguyên tử hay không. Thay đổi mô hình th ế nào thì cố thể chứng tỏ được điều này?

1.140. Các vật sau đây cho quang phổ như th ế nào? a/ Dây tốc nóng sáng của bống đèn điện.

c/ Thép đang nóng chảy.

d/ Hơi natrỉ đã nóng sáng.

CẤ

e/ Hành tinh

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

ị

70 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

.Q UY

CHƯƠNG II

MỘT SỐ B À I TO Á N ĐỊNH LƯỢNG V Ề CỜ HỌC

ĐẠ O

II .l N hữ n g b à i to á n động*học

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

CẤ

ẦN

HƯ NG

Cơ học hay khoa học về chuyển động và cân bằng của các vật thể là một trong những phần quan trọng nhất và cũng sớm trở thành một lĩnh vực thực sự khoa học của vật lí học, bắt đầu từ những công trình của Galileo Galilei và Isaac Newton vào nửa sau thế kỉ XVII. Suốt ba th ế kỉ tiếp theo nhiều thế hệ nhà khoa học ở nhiều nước khác nhau trên th ế giới đã đóng góp công sức lớn lao mở rộng phạm vi và hoàn thiện công cụ nghiên cứu cơ học để hoàn chỉnh nó thành một khoa học tương đối độc lập và khái quát. Chỉ từ cuối thế kỉ XIX trở đi, cơ học Newton mới dần dần bộc lộ tính hạn chế của nó và các hiểu biết về chuyển động đã trd nên sâu sắc và đầy đủ hơn nhờ sự hình thành và phát triển của thuyết tương đối và thuyết lượng tử. Cơ học Newton bây giờ được gọi là cơ học cổ điền, coi như trường hợp riêng của cơ học tương đối tính và cơ học lượng tử, khi mà vận tốc của chuyển động là nhỏ so với vận tốc ánh sáng và kích thước vật chuyển động là lớn so với kích thước các hạt tạo thành nguyên tử như hạt electron. Dĩ nhịên Cơ học Newton vẫn cực kì quan trọng đối với hoạt động sống của con người vì nó giúp ta hiểu được chuyển động của mọi vật thể ở Trái Đất (từ các cơ thể,thiết bị máy móc đến con người lúc di chuyển, tham gia hoạt động, vui chơi thể thao và nghỉ ngơi…) cũng như các vật thể trong ỶQ trụ.

BỒ

ƯỠ

Phần cơ học nghiên cứu trong chương trình vật lí học ở trường THPT được phân chia thành ba bộ phận. Động học nghiên cứu chuyển động của chất diểm một cách độc lập với nguyên nhân (lực) gây ra chuyển động, gồm các chuyển động thẳng và chuyển động

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

.Q UY

NH ƠN

tròn đều. Còn chuyển động của vật ném ngang thì được khảo sát như một trường hợp vận dụng định luật Newton vào một dạng chuyển động cụ thể. Động lực học nghiên cứu các chuyển động nói trên trong mối quan hệ với nguyên nhân gây ra sự biến đổi chúng (lực). Cuối cùng là Tĩnh học nghiên cứu sự cân bằng của các vật thể hiểu như trường hợp đặc biệt của chuyển động khi vận tốc của vật bằng không.

ẦN

HƯ NG

ĐẠ O

Các bài toán động học bao gồm các bài toán với chuyển động thẳng đều, chuyển động thẳng biến đổi đều mà sự rơi tự do là một trường hợp riêng, chuyển động tròn đều và chuyển động của vật ném ngang, ứ ng với mỗi dạng chuyển động này có thể nêu thành một kiểu toán động học riêng biệt với những trình tự nhất định về vận. dụng công thức, lập và giải phương trình Tuy nhiên có thể và cần phải xây dựng một chiến lược giải toán động học dùng để giải tất cả những loại toán động học; đó là bản liệt kè những gợi ý hướng dẫn vận dụng các định luật và khái niệm đã học đ ể tìm ra con đường và cách thức đ ể giải các bài toán tương ứng m ột cách có phương pháp và hệ thống.

Tiếp theo đó là chọn hệ tọa độ và chiều dương trên các trục tọa độ một cách thích hợp. Thường thì ta chọn hệ tọa độ gắn với mặt đất coi là đứng yên và điểm gốc ứng với thời điểm to = 0. Nếu chuyển động là thẳng thì chỉ có một trục tọa dộ chọn trùng với quỹ đạo chuyển động và độ dời của vật tính từ gốc tọa độ cũnsr là đoạn đường đi được của vật trên quỹ đạo thẳng. Nếu chuyển động là cong như chuyển động của vật ném ngang hay chuyển dộng tròn đều thì phải sử dụng một hệ trục tọa độ (ở đây là hệ trục tọa độ

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

CẤ

1. Trước hết cần xác định một cách chắc chắn rằng chuyển động đang xét là của một chất điểm , tức là của một vật thể có kích thước nhỏ so với chiều dài quỹ đạo của nó hoặc đó là một chuyển động tịnh tiến mà mọi điểm của vật đều vạch ra những quỹ đạo giông như nhau.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

V ce

vận tốc tương đối cùa c đối với E

Hình 2.1. Vận tốc tương đối:

ẦN

HƯ NG

ĐẠ O

.Q UY

NH ƠN

vuông góc xOy), và độ dài vectơ r của vật không phải là đoạn đường đi được của vật trên quỹ đạo : vị trí của vật trên quỹ đạo dược xác định theo hai thành phần rxvà ry trên hai trục tọa độ Ox Ọy, tức là coi chuyển động của vật như tổng hợp của hai chuyển động thành phần trên các trục Ox và Oy.

(Ví dụ: E là đất); Vc b vận tốc tương đối của c đối với B;

Vbb vận tốc tương đối cùa B đối vởi Ev.v…

CẤ

Một sô’ bài toán chuyển động thẳng có thể giải dễ dàng, nếu chọn hệ tọa độ gắn với một vật chuyển động, bây giờ coi như đứng yên. Lúc này phải sử dụng khái niệm vận tốc tương đối và nhớ rằng luôn có V13 = ỸJ2 + V23 và V12 = -V 21, trong đó các chỉ sô’

HÓ

đứng trưđc ứng vđi vận tốc của vật xét tương đối với vật ứng với chỉ số đứng sau (ví dụ V12 là vận tốc của vạt 1 xét tương đối với vật 2 )

Í-

(hình 2 .1 ).

TO ÁN

-L

Nên vẽ hình và diễn tả những điều quy ước vừa nói trên để dễ hình dung bài toán

BỒ

ƯỠ

4. Các bài toán động học luôn đề cập đến các mối quan hệ phụ thuộc giữa các đại lượng r,v,a và t.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Nếu chuyển động là thẳng thì ta phải dùng các phương trình: a = const (1); V = v0 + at (2)

.Q UY

X = Xq + Vột + ~~~ (3); x – x 0 = v°™~” t (4) Á

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

HƯ NG

ĐẠ O

ẦN

Nếu chuyển động là ném ngang thì ta dùng các phưcmg trình:

vx = v 0 (5) ; vy = – g t ( 6 ) ; x = v0t (7) ; y = – ^ ~

(8 )

HÓ

CẤ

Nếu chuyển động là tròn đều thì điểm gốc tọa độ là tâm của đường tròn quỹ đạo thì ta dùng các phương trình: ( 10) ; a ht = Y

í 11)

Í-

TO ÁN

-L

trong đó (p và (Po là góc quay tại thời điểm t và to = 0, 0) ỉà vận tốc góc, r là số vòng quay trong một đơn vị thời gian, T là chu kì quay, aht là gia tốc hướng tâm, V là vận tốic dài và R là bán kính đường tròn quỹ đạo.

ƯỠ

Phương trình (9) tương tự như phương trình X = Xo + vt của chuyển động thẳng đều.

BỒ

5. Giải phương trình hoặc hệ phương trình cần thiết để tìm đại lượng chưa biết mà đề bài toán yêu cầu. 74

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Xem xét ki kết quả tính toán được để hiểu rõ ý nghĩa vật lí của nó. Có thể kiểm tra lại kết quả bằng cách vận dụng một chiến lược giải toán khác, ví dụ chiến lược đồ thị hoặc chiến lược thiết kế thí nghiệm.

ĐẠ O

Bây giờ ta vận dụng chiến lược trên để giải một sô’ bài toán ví dụ về động học*.

.Q UY

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

Ví dụ 1: a/ Một con chồn chạy với vận tốc

‘ V,

ẦN

Hình 2 .2

thẳng /. Một người thợ săn đứng nấp sau một cái cây đã trông thấy con chồn lúc nó chạy qua điểm gần người thợ săn nhất. Người thợ săn bèn chạy để đótó, đầu con chốn để có thể bắn hạ nó ở một khoảng cách ngắn nhất.

HƯ NG

không đổi V] tương đối với mật đất theo duờng

Hỏi người ấy phải chạy với vận tốc không đổi v 2 so với mặt đất như

thế nào và khoảng cách ngắn nhất giữa anh ta vởi con chồn là bao nhiêu, biết rằng khoảng cách gần nhất từ chỗ anh ta đứng nấp đến đường chạy của con chồn là a.

CẤ

b/ Xét trường hợp người thợ săn vừa trông thấy con chổn ở cách mình một khoảng a theo hướng tạo thành góc a so với đường chạy của nó, đã lập tức đuổi theo nó với vận tốc giả sử có độ lớn bằng độ lớn vận tốc của con chồn (hình 2 .2 )

HÓ

Do không biết chiến thuật chạy của chồn nên người thợ săn cứ đuổi

-L

Í-

theò con chồn bằng cách luôn luôn nhắm thẳng tới con chốn. Tìm khoảng cách gần nhất đến con chồn để người thợ săn có thể dễ bẳn hạ nó nhất.

TO ÁN

Bài giải: ai Chọn hệ toạ độ gắn liền với con chồn ‘”‘Như vậy vậii tốc của con chồn trong hệ qui chiếu gắn với nó bằng 0 .

ƯỠ

BỒ

Dĩ nhiên có thể giải bãi toán này thuộc loại “đuổi bắt” này theo cách chọn tọa độ gắn với m ặt đất coi là dứng yên. Bạn đọc-có thế’ tìm đọc vấn đề này trong cuốn sách Lãng Mạn Toán Học, Chương III và rv, của tác giả Hoàng Quý, NXB Giáo Dục 1998.

75 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

.Q UY

với mặt đất thì với hệ tọa độ gắn liền với COX1 chồn người thợ săn có vận tốc Vp = V-I – V ị. (hình 2.3),

Giả sử

ĐẠ O

người thợ săn chạy với vận tốc V2Í theo hướng Bx xét tương

ẦN

HƯ NG

đối với con chồn đứng yên tại A, và khoảng cách ngắn nhất giữa anh ta với con chồn là đoạn thẳng góc AC hạ từ A xuống Bx.

của người thợ sàn xét tương đối với mặt đất:

Hình 2.3

Ta tính được vận tốc v 2

AC = asincp

CẤ

Khoảng cách ngắn nhất giữa người thợ săn và con chồn:

HÓ

Với một giá trị v 2 đã cho của người thợ săn thì chỉ có một

Í-

hưởng chạy đón đầu duy nhất ứng với góc (p mà COS

thì

TO ÁN

-L

khoảng cách từ người thợ sàn đến con chồn là ngắn nhất và bằng asinọ.

nằm dưới Bx.

ƯỠ

BỒ

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

săn đó chọn để cho vectơ vận tốc Vị 2 xét tương đối vởi

.Q UY

hệ tọa độ gắn với con chồn trùng với BA (hình 2.4) cho trước

Với giá trị

ĐẠ O

thì sẽ bắt gặp

HƯ NG

cos ọ =

.người thợ săn chạy theo hướng góc ọ sao cho

Hình 2.4

ẦN

con chồn trên chính đường ‘ í’ chạy l của nó. Còn chạy theo hướng có góc nhỏ hơn góc tp C&5 thì người thợ săn có thể đến trưức con chồn tại một điểm trênu đường chạy l của nó và anh ta chờ sẵn ở đó để bắn hạ con chồn.

-L

Í-

HÓ

CẤ

chạy có góc (ị) tương đô! nhỏ để tiến đến gần con chồn. Các bạn học sinh có thể tự vẽ hình trong trường hợp này và khẳng định kết luận trên. h/ Khảo sát bài toán trong hệ tọa độ gắn với con. chồn trong trường hợp này rất thuận tiện nghĩa là không cần quan tâm đến quỹ đạo chuyển động phức tạp của cả chồn và người thợ sàn. Hệ tọa độ của ta gồm điểm gốc o gắn với con chồn coi là đứng yên, trục Oy trùng với đường chạy của chồn và trục Ox 1 ỉ (tức Oy). Vận tốc của người thợ săn trong hệ này là VBA = VB – VA, với

TO ÁN

VB và VAlà vận tốc của người và của chồn trong hệ tọa độ gắn liền

ƯỠ

với mặt đất đứng yên. Giả sử tại một thời điểm nào đó người thợ săn đến điểm B] tạo thành góc (p với trục Oy (hình 2.5a). Hình chiếu của vận tốc VBAcủa anh thợ săn xuống phương

Vl = -ỊvBAỊ(l + coscp)

BỒ

ÕBi và Õylà Vi và v 2:

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

ẦN

HƯ NG

ĐẠ O

.Q UY

Ta có V! = v 2 ở mọi thời điểm. Như th ế có nghĩa là ở mọi thời điểm anh ta luôn cách điểm gốc o nào đó song song với trục Ox. ‘■ỹường thẳng này tìm được từ điều kiện ban đầu: tại thời điểm t = 0 , người thợ săn cách gốc o một khoảng BA = a, vậy đường thẳng cần tìm củng cách điểm B một khoảng bằng a (hình 2.5b). Trong hệ trục tọa độ xOy đó là đường thẳng biểu diễn bằng phương trình’.

y = -(a – a COSa ) = a(cos a -1 )

CẤ

cách gốc tọa độ một khoảng bằng a ( l- cosa).

-L

Í-

HÓ

TO ÁN

Ví dụ 2: Một kĩ sư thiết kế một đường băng cất cánh cho máy bay theo yêu cầu chiều dài tối thiểu của đường băng phải đảm bảo cho máy bay có thể tăng vận tốc từ Vo = 0 đến lúc có vận tốc trước khi cất cánh là 6 Ọm/s với gia tốc 2,5m/s2.

ƯỠ

a / Thời gian để máy bay đạt vận tốc trước khi cất cánh theo thiết kế là bao nhiêu?

BỒ

b / Chiều dài tối thiểu của đường băng cất cánh là bao nhiêu?

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

.Q UY

a = 2,5 m /s 2

t?xt ?

HƯ NG

Hình 2.6: Sơ đổ quĩ đạo chuyển động của máy bay

= .0

ĐẠ O

NH ƠN

Bài giải: Chọn hệ tọa độ gắn liền với mặt đất, gốc thời gian là điểm bắt đầu lăn bánh của máy bay trên đường băng để tăng tốc. Chiều dương là chiều chuyển động của máy bay (hình 2.6)

Gọi c là điểm mà máy bay phải đạt vận tốc 60m/s trước khi cất cánh.

= Vo + a t

ẦN

a/ Thời gian t để máy bay tăng tốc từ v 0 = 0 đến V = 60m/s với gia tốc a = 2,5m/s 2 là bao nhiêu?

Hay: 60 m/s = 2,5(m/s2).t

CẤ

2,5 “

x 0 + v 0t +

( x (! =

0 , v (l = o )

Í-

X =

HÓ

b/ Đ oạn đường xt m áy bay tă n g tốc tron g thời gian t = 24s ià :

-L

2 .õ(in i

qT2

TO ÁN

hay: X =

Trong thực tế người ta thường tăng thêm chừng 30m đê đảm bảo độ an toàn : 720 + 30 = 750m.

ƯỠ

Ví dụ 3: Một người đi xe máy với vận tốc 36km/h chạy vào đường cấm lưu thông nên bị cảnh sát giao thõng đứng cách đó 10m thổi còi. Anh ta vội

hãm phanh (thắng) để xe chạy chậm dần đều với gia tốc 4m/s2.

BỒ

a/ Sau 2s nguời đi xe máy cách người cảnh sát bao nhiêu và có vận tốc

bao nhiêu ?

79 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

b/ Xe anh ta dừng hẳn lại sau thời gian bao lâu và cách người cảnh sát bao xa?

I- -I- Xg = 10m

-t-

H- x2 ?

Xd?

ĐẠ O

v0 = 10m/s

.Q UY

Bài giải: Coi chuyển động của xe máy như của một chất điểm. Chọn gốc tọa độ là điểm đứng của người cảnh sát và chiều dương là

a = -4 m /s

Hình 2.7. Sơ đổ quĩ đạo chuyển động của xe máy

HƯ NG

chiều chuyển động của xe máy. Vì xe máy chuyển động chậm dần đều nên gia tốc a = – 4m/s2.

■’feist:

ẦN

Ta vẽ hình và ghi chú các đại lượng để dễ hình dung (hình 2.7)

f©

a/ Sau 2 s (t2 = 2 s) xe máy cách điểm gốc o : at

x 0 + v0t +

AO2

= 22m

= 1 0 + 1 0 .2 –

CẤ

Vận tốic v2 của xe máy lúc t 2 = 2 s là bao nhiêu ? v 2 = v 0 + at = 10 – 4.2 = 2(m/s)

vd= v0 + chúng tôi =0 Hay:

10 – 4.t(i = 0 td = 10/4 = 2,5 (s)

Lúc đó xe máy cách người cảnh sát (xd) bao xa?

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

b/ Sau thời gian bao lâu (td) xe máy dừng hẳn lại (Vd = 0 )?

xd = x 0 + Vot +

at 4 2 52

= 22.5m

BỒ

ƯỠ

= 10 +10.2,5 –

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

ẦN

HƯ NG

ĐẠ O

.Q UY

NH ƠN

khác

một người

gạch tử dưới đất iên để chuyển cho

gạch

ngổi ở sàn lầu 1 đón lấy. Giả sừ được tung

CẤ

thẳng đứng lên với vận tốc ban dầu

/7 y

XĐ

v 0 = 9 m/s g = – 1 0 m /s 2

= 4,05m

t Đ? Đ

/77

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

a) b) 9m/s. Hình 2.8. Sơ đỗ quỹ đạo chuyển động cùa viên gạch: a/ Viên gạch a) lúc đi lên lên đến độ cao 4m b) lúc rơi XUỐIỊỈỊ^ của sàn lầu 1 mất bao lâu và có vận tốc bằng bao nhièu ?

b/ Nếu người ngồi ỏ sàn iắu 1 không đón bắt viên gạch lúc nó di lên thì viên gạch s ẽ lên cao vớí độ cao cực đại là bao nhiêu vả trong thời gian bao lâu ?

BỒ

ƯỠ

c/ Khi viên gạch rơi trd xuống thì vận tốc ở độ cao sàn lẩu 1 bằng bao nhiêu ? Nếu nó rơi thẳng xuống đất thi thời gian rơi cả thảy là bao nhiêu và vận tốc khi tiếp đất là bao nhiêu ? Lấy gia tốc rơi tự do g = 10m/s2.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

Bài giải: al Chọn gốc tọa độ là điểm xuất phát của viên gạch tại mặt đất và chiều dương là chiều hướng ỉên trên.

với

= 4m thì:

= 0 nên:

ĐẠ O

HƯ NG

Vì

.Q UY

Ta có :

Ta được hai giá trị tA = l s và tA = 8/10s

và

v ‘a =

= 9 – 1 0 .1 = – l m / s

tính được từ

9 – 1 0 . – = lm /s 10

ẦN

tương ứng với hai giá trị đó của tA là các vận tốc phương trình V = v0 + at.

Viên gạch lên đến đ ộ cao cực đại Xmax trong t h ờ i gian ứng với vận tốc vmax S5 0. Ta tính được tjnax từ phương trình:

tm ax

-^2- = – s và g 10

Í-

HÓ

CẤ

Vmax – Vo + âtynax – 0

TO ÁN

-L

c/ Khi viên gạch rơi trở xuống thì vận tốc của nó hưđng xuống dưới, tức là có dấu – và ở độ cao XA = 4m thì V a = – lm /s như đã tìm được ở câu a/ Xo

= 0, ta có thể tính được thời gian rơi

BỒ

ƯỠ

Khi nó rơi tới đất thi từ phương trình :

= 0 -” t 0 = 0

và

tĐ = –

t 0 = 0 ứng với viên gạch lúc xuất phát.

82 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

2 vn 2 9 18 tĐ = – – = – = – s ứng với lúc nó rơi trở lại đất.

.Q UY

Vận tốc rơi trở lại đất VĐ = vn + at = 9 -1 0 . – = -9m / s Đ 0 10

Dấu – chứng tỏ viên gạch rơi từ trên cao xuống đất.

HƯ NG

ĐẠ O

Phăn tích kết quả trên: Phương trình bậc hai ở câu a/ cho hai kết quả tA và t A, do đó có hai kết quả VA và v’A. Ta hiểu rằng cả hai kết quả đều đúng tA = l s và Va = -lm /s ứng với thời gian từ mặt đất lên đến độ cao cực đại và rơi trở xuống qua A. Còn

ẦN

t A = – s và VA = lm /s ứng với thời gian từ mặt đất đi lên đến A.

Ta thây trong chuyển động này, vận tốc tại một điểm trên quỹ đạo lúc đi lên và lúc rơi xuống có giá trị tuyệt đối bằng nhau.

Lưu ý: Ta cũng có thể tìm được các kết quả của câu c/ bằng cách chọn gốc tọa độ là điểm cao cực đại và chiều dương từ trên xuống. Trong trường hợp này cả gia tốic và vận tốc của vật đều có dấu (+) (hình 2 .8 b)

Bạn đọc sẽ tự kiểm tra lại dựa vào các phương trình:

CẤ

gt 2 , V = g.t với các giá trị Xa = 0,05 m và XĐ = 4,05m z

HÓ

-L

Í-

Ví dụ 5: Một người thấy chiếc xe buýt ở bến đỗ sắp khởi hành nên vội chạy tới để lên xe. Nhưng khi người đó còn cách chiếc xe buýt 60m thì chiếc xe bắt đầu chuyển bánh với gia tốc 0,18m/s2

TO ÁN

a/ Nếu người đó chỉ có thể chạy đểu với vận tốc tối đa là 6 m/s thì sau bao lâu người dó đuổi kịp xe buýt và đã phải chạy một quãng đường bao nhiêu ?

b/ Lúc người đó đuổi kịp xe buýt thì xe có vận tốc bao nhiêu ?

ƯỠ

c/ Phương trình mà bạn đã sử dụng để giải bãi toán cho hai đáp số. Bạn hãy lí giải ý nghĩa của hai đáp s ố ấy ?

d/ Nếu người ấy chỉ chạy với vận tốc không đổi 4m/s thì cỏ thể đuổi kịp

BỒ

xe buýt không ?

83 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

Bài giải: Chọn gốc tọa độ là vị trí của người chạy bộ vào thời điểm lúc xe buýt bắt đầu rời bến đỗ. Chiều dương là chiều chuyển động của xe (hình 2.9)

.Q UY

+ o — K *T ” 77 vk = 6 m/s a = 0,18 m/s x 0 = 60m

ĐẠ O

Hình 2.9. Sơ đổ quỹ đạo chuyển động của người và xe

T O n p tói hành khâch:

■ °’ xk = v k.t

Với xe buýt:

x 0 = 60m, v 0 = 0 , aị 2 xb = x 0 +

” -” a = 0,18m /s2

ẦN

HƯ NG

(1 )

at 2 _ x0 + ^ ~ = vk.t

hay: 0,09t2 – 6 t + 60 = 0

(3)

a/ Khi người hành khách đuổi kịp xe buýt thì Xk = Xh

CẤ

Giải phương trình (3) ta tìm được thời gian cần thiết mà người hành khách đuổi kịp xe buýt: tj ~ 12,3s và t 2 ” 54,3 s . Các khoảng

Xi = 73,8 m và x2 = 325,8 m

-L

Í-

HÓ

cách tương ứng mà người hành khách đã chạy tính được theo phương trình ( 1 ) là:

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

b/ Lúc người đuổi kịp xe thì vận tốic của xe tính được theo phương trình: vb = at Ta cũng có hai đáp số: Vbi = 2,21m/s và Vb2 = 9,77m/s

c/ Phương trình bậc hai (3) dùng để tìm thời gian t cần để người hành khách đuổi kịp xe buýt đã cho ta hai đáp số. Mặc dầu cả hai giá trị của t đều là đúng về phương diện toán học, nhưng về phương diện vật lí thì chỉ có giá trị t = 12,3 s là chấp nhận được.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

‘I “” Sở dĩ như th ế vì hai lí do: một là người hành khách không thể Ịduy trì vận tốc tối đa 6m/s trong khoảng thời gian dài ứng với guãng đường chạy hơn 300m và đặc biệt là lúc đó xe buýt đã có

.phương trình bậc hai để tìm thời gian t sẽ là:

(4)

HƯ NG

0,09t2 – 4 t + 60 = 0

ĐẠ O

.Q UY

‘tốc gần bằng 10 – = 36 là vân tốc khá nhanh mà người s h ành khách không thể nhảy lên cho kịp chuyến xe. m thì iM d/ Nếu người hành khách chỉ chạy với vận tốc vk

ẦN

Lập biệt số A’ = b ‘2 – ac = 4 – 60.0,09 = 4 – 5 , 4 = Ạl,4 * Phượng trình (4) không có nghiệm thực: người hành lậiách không th ể đuổi kịp xe buýt.

Chú ý: Ta dễ dàng tìm được vận tốc chuyển động đều tôi thiểu của người hành khách Vmm để đuổi kịp xe buýt. Đó là vận tốc tìm được ứng vdi thời gian t khi biệt số A của phương trình bậc hai

Vmin = 4,65m/s

HÓ

CẤ

hay : v£ = 4×0.- = 4.60.0,09 = 21,6 2

Í-

Ví dụ 6 : Một máy bay nhận lệnh mang hàng đến thả xuống một địa điểm không thể hạ cánh được.

TO ÁN

-L

a/ Người phi công dự định từ độ cao 500m phía trên địa điểm qui định sẽ cho máy bay bốc thằng đứng lên cao với vận tốc 5m/s và thả hàng xuống. Tính thời gian và vận tốc bọc hàng khi tới đích.

BỒ

ƯỠ

b/ Tuy nhiên, khi gần tới ndi phải thả hàng thì người phi công nhận thấy gió thổi rất mạnh ngược chiều chuyển dộng của máy bay. Do dó người phi công quyết dịnh giữ nguyên vận tốc bay ngang của máy bay là 30m/s và độ cao 500m rồi thả rơi bọc hàng khi còn cách dịa điểm quy định 150m theo phương ngang. Vầ như thế, bọc hàng đã rơi xuống dúng dịa điểm cẩn thiết.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

Tính vận tốc gió và vận tốc dài của bọc hàng khi tiếp đất. Lấy gia tốc rơi tự

do g = 1 0 ™ . s2

.Q UY

Bài g iải a/ Chuyển động của bọc hàng theo dự định lúc đầu của người phỉ công là một chuyển động Tơi dưới tác dụng của trọng lực nhưng có vận tốc ban đầu v0 = 5m/s là vận tốc bốc thẳng đứng ỉên của máy bay.

1+ v0 = 5m/s a = g = 10m/s2

HƯ NG

ĐẠ O

ẦN

Chọn gốc tọa độ là điểm o ở độ cao 500m phía trèn địa điểm cần phải thả hàng chiều dưcmg hướng xuống dưới (hình 2 . 1 0 ) vận tốc ban đầu của bọc hàng là v0 = -5m/s gia tốc chuyển đông rơi a = g = 10 m/s2 OH = 500m

Bọc hàng rơi theo phương trình:

JỊ Địa điểm cần thả hàng

/7 7

CẤ A

=ý500m.

với : v 0 = -5 m / s, a = 10m /s2-,

HÓ

Hình 2.10

TO ÁN

-L

Í-

b/ Khi có gió thổi ngược chiều chuyển động của máy bay, bọc hàng sẽ chuyển động như một vật bị ném ngang với vận tốic ban đầủ vx. Chọn gốc tọa độ o là điểm thả bọc hàng khỉ máy bay đang bay. Chiều dương theo phương ngang là chiềụ máy bay bay, chiều dương theo phương rơi thẳng đứag (hình 2 . 1 1 ) vận tốc ném ngang bây giờ là : vx = v 0 – vy

ƯỠ

Trong đó v 0 là vận tốc máy bay và – Vy là vận tốc gió thổi.

Vật đồng thời tham gia chuyẹn động với gia tốc g = 10m/s2.

BỒ

Vậy ta có hệ hai phương trình : X = 150 = vx.t = (v 0 – v y ) t

(1)

86 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

t = V ĩõõ = 10s

.Q UY

Phương trình (2) cho ta tìm được thời gian rơi:

NH ƠN

y = 500 = – = 5t2 (2) 2

Do đó: Vg = 15m/s

HƯ NG

150 = ( 3 0 – v g) l0

ĐẠ O

Thay vào phương trình (1) ta có:

ẦN

Vận tốc dài của bọc hàng tại mặt đất là tổng hợp của hai vectớ thành phần theo phương ngang và phương thẳng đứng. Tính được:

V = yjv2x + v 2y

„

Độ lớn của V tính được là (hình 2.12)

vx = 15m/s và Vy = g.t = 10.10 = 100m/s

CẤ

= V l52 + 1002 * 101m /s

II.2. Những bài toán động ỉực học

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

Cảc bài toán động lực học là những bài toán giải được nhờ vận dụng các công thức động lực học (ba định luật Newton và các lực cơ học), trong dó định luật Newton II thường chiếm vị trí trung tâm. Các bài toán động lực học có thể kết hợp với các bài toán động học và có tên gọi chung là các bài toán cơ học mà đôi khi người ta phân biệt thành hai loại chính là “bài toán Hình 2.12 thuận”: xác định chuyển động khi biết trước các lực và “bài toán ngược”: xác định lực khi biết trước chuyển động. Cách phân biệt hai loại toán này có ích lợi khi mới 87 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

giải toán động lực học, nhung thực ra chung về phương pháp giải toán với giữa các đại lượng đã biết và đại lượng phương trình diễn tả sự liên hệ phụ

.Q UY

làm quen với phương pháp đều dựa trên những gợi ý những sự thay đổi lẫn nhau chưa biết của cùng những thuộc giữa các đại lượng.

Chiến lược tổng quát về giải toán động lực học gồm những gợi ý chung như sau:

HƯ NG

ĐẠ O

1. Xác định hệ trục tọa độ và chiều dương thích hợp cho tùtìg vật. Nếu đã biết chiều của gia tốc thì tiện nhất là chọn chiều của nó là chiều dương. Chiều của lực cũng như của vận tốc và độ dịch chuyển cũng được quyết định tùy theo chiều dương đã chọn .

ẦN

2. Vẽ một giản đồ gọi là giản đồ vật tự do ứng với từng vật, gồm tất cả các lực (hướng và độ lớn) đặt vào vật coi như một chất điểm. Không được vẽ những lực mà vật đang xét đặt vào vật khác.

Một trong những lực này thường là trọng lượng của vật có thể suy ra nếu cho trước khối lượng của nó: p=mg. Một loại lực khác là lực đàn hồi F = -k x hay lực căng T của sợi dây. Loại lực thứ ba là lực ma sát Fms= k.N với N là lực ép vuông góc với mặt tiếp xúc (không nhất thiết là N = P).

HÓ

CẤ

Xác định các thành phần lực chiếu xuống các trục tọa độ đã biết những thành phần nào gây ra gia tốc. Nếu cho trước các thành phần lực thì phải nhớ đâu là lực ban đầu đã tạo ra các thành phần lực đó để khỏi sử dụng lầm nó một lần nữa.

Nhớ rằng chuyển dộng của các vật này có liên hệ vớí nhau ví dụ như chúng được nối với nhau bằng dây hoặc vật nọ đặt trên vật kia (người trong thang máy chẳng hạn). Diễn tả những liên hệ này bằng biểu thức đại sấ qua môi liên hệ giữa các gia tốc của các vật khác nhau hoặc qua các lực gọi là ỉực liên kết.

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

-L

Í-

3. Nếu có hai hay nhiều vật cùng tham gia chuyển động thì cần xác định cho mỗi vật một hệ trục tọa độ với chiều dương thích hợp để vẽ giản đồ vật tự do cho mỗi vật.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

ĐẠ O

Nhớ sử dụng cùng một hệ đcto vị đo các đại lượng.

.Q UY

Giải các phương trình này để tìm các đại lượng chưa biết. Khi cần thiết còn sử dụng các phương trình động học và cả định luật Newton III cho cặp ỉực tác dụng lên hai vật khác nhau Fị = -F 2 *

HƯ NG

5. Đánh giá các trường hợp riêng nếu có và phân tích các kết quả để biết rõ, đáp sô’ tìm được có ý nghĩa vật lí hay không.

ẦN

Ví dụ 1: Hình 2.13 mô tả một vật khối lượng M = 3kg trượt trên ri?ột mặt nằm ngang dưới tác dụng của trọng lượng vật treo m = 2 kg nối với M bằng một sợi dây không giãn, được vắt qua một ròng rọc không có trọng iượiỉg và quay không ma s á t .

CẤ

b/ Tuy nhiên thực nghiệm cho biết vật M trượt có ma sát nên nó dã trượt 1,4m trong 1s tính từ lúc nghỉ. Tính hệ số ma sát giữa M và mặt nằm ngang. Lấy g – 10m/s2 .

a/ Giả sử vật M trượt không ma sát trên mặt nằm ngang thì gia tốc của nỏ bằng bao nhiêu và sợi dây chịu sức căng bằng bao nhiêu?

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

Bài giải: al Khối lượng M chuyển động với gia tốc ai theo chiều từ trái sang phải trên mặt nằm ngang, còn khối lượng m chuyển động với gia tốc a2 theo chiều từ trên xuống dưới theo phưcmg đứng thẳng. Ta có giản đồ vật tự do cho M (hình 2.14a) và cho m (hình 2.14b)

BỒ

ƯỠ

Hình 2.14 Giản đồ vật tự do : a) ú = n i 2

ĨŨ 2

HƯ NG

niỊ <

ĐẠ O

.Q UY

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

ẦN

cl Động năng ban đầu của vật thứ nhất Ei = ỉ m 1 v 12 , còn 2

™

CẤ

động năng chuyển cho vật thứ hai sau va chạm là E ‘2 = -m 2 v’22 . 2 Do đó tĩ sô” giừa năng lượng chuyển và năng lượng ban đầu là:

ỉ mv2

(1″! +m2)2

ạ

/ n

)

(1 + m2 / n ij)2

HÓ

Í-

Tỉ số nâng iượng chuyển di aày là một hàm số của tỉ số khối lượng, biểu diễn bằng đường cong cho ở hình 2.22. Nó đạt giá trị

TO ÁN

-L

cực đại* khi ^2. = 1, tức là m2 = m j.

Eá Ex

và suy ra –đạt cực đại khi 1 –

BỒ

ƯỠ

* Với kiến thức vể đạo hàm, ta dễ dàng tính được:

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

101

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

HƯ NG

ĐẠ O

.Q UY

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

Hình 2.22

ẦN

Ví dụ 2: Người ta bắn 8 viên đạn, mỗi viên có khối lượng m = 3,8g theo phương nằm ngang với vận tốc V = 110Om/s vào một khối gỗ lớn có khối lượng M = 12kg nằm yên trên mặt bàn nằm ngang.

a/ Nếu khối gỗ trượt được không ma sát trên bàn thi nó có vận tốc bao nhiêu?

b/ Nếu khối gỗ chỉ trượt đi một đoạn 1,4m rồi dừng lại thì hệ số ma sát trượt giữa nó và mặt bàn là bao nhiêu?

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

CẤ

Bài giải: a/ Hệ vật gồm khối gỗ và 8 viên đạn là một hệ kín. Tuy có trọng lượng tác dụng vào hệ nhưng lực này không làm thay đổj động lượng của hệ theo phương nằm ngang (khối gỗ không nẩy lên khỏi mặt bàn nằm ngang) cho nên có thể áp dụng định luật bảo toàn động lượng theo hướng bay của đạn. Động ỉượng tổng cộng ban đầu của 8 viên đạn có vận tốc V và khối gỗ nằm yên là: Pj = 8 mv

p 2 = (M + 8 m)V

ƯỠ

Động lượng tổng cộng lúc cuối tương tác, khi 8 viên dạn đã nằm yên trong khối gỗ là:

BỒ

trong đó V là vận tốc của khối gỗ và 8 viên đạn. Phương trình bảo toàn động lượng là:

102 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

8 mv

= (M + 8 m)V

.Q UY

, hay:

NH ƠN

Pi – P2

b/ Khôi gỗ + đạn trượt được trên mặt bàn nhờ ở động năng ban

HƯ NG

ĐẠ O

đầu -(M + 8 m)V2. Do có ma sát nên cơ năng của nó không đươc 2 bảo toàn, và đến khi khúc gỗ dừng lại thì độ biến đổi động năng

ẦN

AWđ = -(M + 8 m)V 2 sẽ bằng công của lực ma sát trên đoạn đường 2 s=l,4m. Do lực ma sát Fms = chúng tôi mà F n ở đây là FN = (M + 8 m)g,

cho nên ta viết định lí về động năng:

AWđ = A

– (M + 8 m)V 2 = k(M + 8 m)gs

Hay, hệ sô” ma sát k là:

CẤ

1 (M + 8 m)V 2 V2 k = -■■- *- – = – = 0,28 2 (M + 8 m)gs 2 gs

HÓ

Ví dụ 3: Một xe tải đang lao xuống dốc với vận tốc 90km/h thì hỏng

phanh. May mắn ià có một đường cứu nạn dốc lên một góc a = 15° so với

-L

Í-

phương nằm ngang (hình 2.23)

TO ÁN

a/ Xe phải chạy trên đường cứu nạn một đoạn s bằng bao nhièu mới dừng lại nhất thời được nếu đường cứu nạn không ma sát với bánh xe?

BỒ

ƯỠ

b/ Nếu hệ số ma sát giữa bánh xe và mặt dường cứu nạn là k=2,6 thi xe phải chạy đoạn đường bao nhiêu mới dừng lại được?

Hình 2.23

103 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

Bàỉ giải: ã1 Chiếc xe tải chạy từ chân đường dốc cứu nạn đi lên là một hệ kín khi khong có ma sát. Cơ năng của nó được bảo toàn: mv dộng năng ban đầu của xe Wđ = chuyển hóa hoàn toàn thành

h =

ĐẠ O

nay:

= mgh

HƯ NG

Ta có:

.Q UY

th ê aăng hấp dẫn của Ĩ1 Ówt = mgh, trong đó h ỉà chiều cao tính từ ch ân đường cứu nạn.

ẦN

Từ hình 2.23 ta có h = ssin a , do đó đoạn đường s mà xe phải chạy trên dốc cứu nạn là:

CẤ

b/ Bài toán có thể giải theo phương pháp động lực học với giản đồ vật tự do như ở hình 2.24

Hay:

= mgh’+Fme,s’= mgs’sin a + kmg COS a.s’ s’ =

2g(sin a + k COSa)

a 2 2 ,6 m

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

Nhưng ta cũng có thể giải theo cách vận dụng định luật bảo toàn năng lượng: độ biến đổi động nảng của xe ở đoạn đường cứu nạn s’ bây giờ bằng độ biến đổi thế năng của xe ở đó với công của lực ma sát

104

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Bạn có thể kiểm tra lại kết quả theo phương pháp độtig lực

NH ƠN

; học.

.Q UY

Ví dụ 4: Trò chơi trượt theo cầu trượt xuống nước ỏ công viên nước (Water Park) tạo cảm giác mạnh rất được ưa thích. Nếu một người có khối lượng m thả mình xuống ở đỉnh cầu trượt có độ cao h = 8,5m so với mặt nước thì vận tốc chạm nước của người đó !à bao nhiêu?

HƯ NG

ĐẠ O

Bài giải: Cầu trượt nước luôn thấm ướt nước và lực ma sát giữa người trượt với cầu là nhỏ, có thể bỏ qua. Phản lực do mặt cầu tác dụng lên người luôn vuông góc với mặt cầu nên không thực hiện công khi người trượt trên mặt cầu. Ở đây chỉ có trọng lượng của người thực hiện công mà thôi. Do đó định luật bảo toàn cơ nặng được nghiệm đúng.

+ mgy2 = -= ^~ + mgy2

m v,

ẦN

Không cần chú ý đến hình dạng cầu trượt, dộng năng cua người và thế năng ở vị trí đỉnh cầu trượt coi là vị trí ban đầu và ở í vị trí chạm nước là vị trí cuối.

g ( y i ~ y 2) = ^ – ^

CẤ

hay:

V! = 0, y i-y 2 = h = 8,5 m

Theo đầu bài:

HÓ

Vậy:

TO ÁN

-L

Í-

Vận tốc của người khi chạm nước cũng là vận tốc rơi tự do của người từ độ cao h=8,5m. Trong thực tế, do có ma sát nên người trượt không quá nhanh như vậy.

ƯỠ

Bài toán này không thể giải bằng phương pháp động lực học nếu không biết hình dạng cầu trượt. Lời giải cũng không phụ thuộc vào khối lượng của người trượt: người lớn hay trẻ em cũng đều trượt với vận tốc như nhau.

BỒ

Ví dụ 5: Một xạ thủ dùng một khẩu súng có khối lượng m’=2,5kg bắn ra một viên đạn khối lượng m=5g với vận tốc đầu nòng là V.

105 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

a/ Tỉnh động lượng của viên đạn và độ giật lủi của khẩu súng.

ĐẠ O

.Q UY

b/ Để đo vận tốc V của viên đạn, người ta bắn nó vào một khúc gỗ có khối lượng M=3kg dược treo bằng hai sợi dây như ở hình 2.25. Viên đạn xuyên sâu vào khúc gỗ và nằm lại ở trong đó làm cho cả khúc gỗ và viên đạn cùng bị đẩy lên một độ cao h=5cm.

Tìm vận tốc

HƯ NG

Hình 2 .2 5

của viên đạn ngay trước khi đâm vào khúc gỗ.

ẦN

c/ So sánh động năng của viên đạn trước lúc va chạm với cơ năng của hệ khúc gỗ + viên đạn ở vị trí cao nhất. Có thể nói gì về định luật bảo toàn năng lượng trong trường hợp này?

-L

Í-

HÓ

CẤ

Bài giải: a/ Bài toán “chuyển động giật lùi” của một khẩu súng lúc bắn là một bài toán điển hình vận dụng định luật bảo toàn động lượng.Chỉ cần chọn một trục X với chiều dương là vận tốc V của viên đạn. Hệ khẩu súng+viên đạn là một hệ kín có động lượng tổng cộng trước lúc bắn bằng 0. Do đó ngay sau khi viên đạn rời khỏi nòng súng thì động lượng tổng cộng theo trục X của hệ cũng phải bằng 0 : rav + m’v’= 0 -m v m

-0,005 2,5

hay ( 1)

TO ÁN

Dấu trừ chứng tỏ khẩu súng giật lùi, tức là chuyển động ngược chiều viên đạn.

BỒ

ƯỠ

b/ Viên đạn xuyên sâu vào khúc gỗ và nằm lại tại đó: đây là một va chạm m ềm (xem mục “ứ n g dụ ng định luật – bảo toàn năng lượng”, tiểu mục 2 – va chạm m ềm , Sách giáo khoa vật lí lớp Mười). Định luật bảo toàn động lượng vẫn đúng ở trường hợp này, trong khi định luật bảo toàn cơ năng không còn đúng nữa. Gọi vận tốc viên đạn trước lúc va chãm là V (coi như vận tốc đầu nòng của 106

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

đạn giảm không đáng kể), vận tốc của khối gỗ+viên đạn nằm trong nó sau va chạm là V, ta có: (2)

.Q UY

mv = (M+m)V

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

1 – -M – nugh

3′

HƯ NG

* ‘M – m

ĐẠ O

Sau va chạm hệ gỗ+đạn thu được một động năng và di chuyển lên một độ cao h rồi dừng lại tức thời. Với hệ kín này định luật bảo toàn cơ năng lại được nghiệm đúng. Ta có:

Từ (2) và (3), ta rứt ra

ẦN

M + m C7″T’ 3 + 0,005 /oĩn”‘Ãnne _ flft- . !. V = — – – J2gh = – J2.10.0,005 = 601 xa / s m v 0,005

v’ = 1 , 2 1 m/s

Thay giá trị này vào phương trình ( 1 ) ta được:

.6012=903/

CẤ

wd =

c/ Động năng của viên đạn trước lúc va chạm với khúc gỗ là:

Cơ năng toàn phần của hệ sau va chạm là:

HÓ

w t = (M + m)gh = (3 + 0,005). 10.0,05 = 1,5 J

TO ÁN

-L

Í-

Chỉ có một phần nhỏ động năng của viên dạn chuyển hóa thành cơ năng của hệ gỗ+đạn. Nhưng định luật bảo toàn năng lượng vẫn đúng: phần lớn động nàng còn lại của viên đạn đã chuyển hóa thành nội năng của hệ gỗ + đạn.

Ví dụ 6*: Một con lắc lò xo có độ cứng k = 40N/m, khối lượng m = 100g

ƯỠ

đặt trên mặt bàn nằm ngang không có ma sát.

BỒ

Bài toán này khảo sát sâu hơn về mặt định lượng so với sách giáo khoa Vật lí lớp Mười, nhưng vẫn có thể dễ nắm vững.

107 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

a / Đưa v ậ t n ặng ra khỏi vị trí cân b ằng m ột đoạn X = 3cm và thả nó ra.

NH ƠN

Tính thế năng và động năng của vật ở vị trí cân bằng. Suy ra vận tốc của v ậ t tại vị trí cân bằng.

.Q UY

b/ Nếu kéo vật nặng ra xa X = 3cm rồi cung cấp cho nó một vận tốc ban đầu v0 = 2m/s theo phương trùng với trục lò xo thì vật nặng sẽ có độ giãn (và nén) cực đại là bao nhiêu?

ĐẠ O

c/ Lực đàn hồi tác dụng trong chuyển động của vật .nặng khi nó bị kéo g iã n X = 3cm trong m ỗi trường hợp trên là bao nhiêu?

Bài giải: a/ Chỉ cần một trục tọa độ X , với điểm gốc o trùng với vị trí cân bằng của con lắc lò xo và chiều dương Ox (hình 2.26).

HƯ NG

ẦN

H ình 2 .2 6

Trọng lượng và phản lực của mặt bàn không có ảnh hưởng gì tới dao động của con lắc lò xo vì tuyệt nhiên không có chuyển động nào theo phương thẳng đứng. Định luật bảo toàn cơ năng được nghiệm đúng: tổng thế năng đàn hồi và cơ năng được bảo toàn. X

thi thế năng

Tại vị trí đầu, vật nặng được kéo ra một đoạn

CẤ

đàn hồi Wt = -kx 2 và động năng Wđ = 0 . 2

Í-

HÓ

mv.2 2

và

Tại vị trí cuối, vật nặng ở điểm cân bằng Wt = 0

TO ÁN

-L

Ta có:

Và:

BỒ

ƯỠ

Hay:

wđl +wti = wd2+wt2

108

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

Dấu (-) ứng với vận tốc tại 0 hướng về phía vật nặng nén lò xo, còn dấu (+) ứng với lúc vật nặng kéo giãn lò xo.

.Q UY

b/ Nếu kéo vật nặng ra xa X = 3cm và cung cấp cho nó vận tốc ban dầu Vi = 2mýs theo phương ngang trùng với trục lò xo thì cơ năng lúc đầu là:

Wd +wt = – k x 2 +- m v , 2 = – ( k x 2 +mv,2) 2

d ‘

ĐẠ O

Tại vị trí euốì là điểm mà lò xo nén cực đại A thì Wđỉ = 0 và

W, =-kA2. 2

HƯ NG

Định luật bảo toàn cơ năng cho ta phương trình:

ẦN

ỉ k A 2 = -(kx 2 + mVj2)

c/ Lực đàn hồi tính

F= -kx= -40.0,03= -1,2N

CẤ

Với cùng độ giãn X th ì lực đà n hồi là n h ư n h au và luôn ngược dấu với độ dịch chuyển của vật.

HÓ

Chú ý: Khi tính đươc vân tốc

X.J-

V m

ta có thể biết chắc

-L

Í-

đơn vị do vận tốc là m/s, bôi vì hệ sô” k đo bằng N/m, khôi lượng M

TO ÁN

đo bằng kg hay – . Từ đó suy ra m /s Vm ~ Vs

sẽ được đobằng

và vân tốc V đươc đo bằng x(m). – =m/s. ■ 5

VN/ m/ s

J-

BỒ

ƯỠ

Bạn có thể tự kiểm tra để khẳng định đơn vị đo độ giãn cực đại A đúng là mét.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

109

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NHỮNG BÀI TOÁN ĐẾ LUYỆN TẬP

.Q UY

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

ẦN

HƯ NG

ĐẠ O

II. 1. Một máy bay phản lực thực tập tránh rađa đang bay ở độ cao 35m. Đột nhiên nó bay vào vùng đất có độ dốc lên là 4,3° , đây là một tình huống rất khó phát hiện (hình 2.27). Hỏi người phi công cần thời gian 35m bao lâu để điều chinh đường bay cho máy bay khỏi lao vào đất? Cho H ình 2 . 2 7 vận tốc máy bay là 1300km/h.

CẤ

Í-

HÓ

Sói có đuổi bắt được thỏ hay không, và nếu đuổi kịp thì trong bao lâu và tại chỗ nào?

TO ÁN

-L

ĨI.3. Một chiếc tàu biển chuyển động với vận tốc không đổi V dọc theo một bờ biển thẳng. Trên một kênh đào vuông góc với bờ biển một canô xuất phát từ điểm B đúng lúc tàu biển đi qua điểm A tại cửa kênh đào. Canô phải có vận tõc không đổi u là bao nhiêu

ƯỠ

đế có thể tiến đến gần con tàu một cách tối đa (trước khi ra ngoài biển) với thời gian tốì đa?

BỒ

II.4. Để dừng xe, thoạt tiên bạn cần có một thời gian phản ứng rồi mới có thể đạp phanh để cho xe đi chậm dần rồi dừng hẳn. Giả sử quãng đường xe bạn đi đượe trong thời gian phản ứng và đạp phanh là 12,5m khi vận tốc của xe bạn lúc đó đaĩig là 36km/h và’

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

Ị r

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

quãng đường ây là 35m khi vận tốc xe đang là 72km/h thìthời gian phản ứng ‘và gia tốc hãm không đổi bằng bao nhiêu?

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

.Q UY

II.5. Tại thời điểm đèn giao thông chuyển sang màu xanh một ôtô bắt đầu chuyển động với gia tốc a = 2 ,2 xn/s2

II.6 . Hai tàu, một có vận tốc 72km/h và tàu kia có vận tốc 36km/h chạy trên cùng đường ray thẳng nằm ngang, về phía nhau. Khi chúng cách nhau 950m thì mỗi người láí tàu phát hiện thấy tàu kia và cùng giật phanh hãm

ẦN

ỉ –

HƯ NG

ĐẠ O

Cũng ở thời điểm đó một xe tải đang chạy với vận tốc không dổi 9,5m/s 2 duổi kịp ôtô và vượt lên trước. Nếu hai xe đều chuyển động thẳng theo cùng hướng thì ôtô sẽ đuổi kịp xe tải tại nơi cách đèn giao thông bao xa và lúc đó ôtô có vận tốc bao nhiêu?

*’

Nếu gia tốc hãm của mỗi tàu là lm /s2 thì có xảy ra va chạm hay không?

HÓ

CẤ

ì II.7. Các kết quả quan sát cho biết, một con linh dương đâu bò % bị săn đuổi đủ sức tăng tốc từ 5m/s trong 6 s để vượt được khoảng V cách 60m, còn m ột COX1 báo châu Phicheetah to khỏe hơn thỉ có t thề tăng tốc trên suốt 450in tính từ chỗ rình mồi đếđạt vận GC ị 108km/h (hình 2.28 :

-L

Í-

a/ Tính vận tốc của con linh dương tại điểm cuối của đoan I đường 60m phóng chạy của nó và gia tốc của con báo b/ Nếu con linh dương chạy từ khoảng cách 60na so vởi con báo cheetah với vận tốc không đổi trong khi con báo rượt đuổi cũng theo hướng chạv thẳng ĩ trên với gia tốc tính dược ồ câu a/ thì con báo có đuổi kịp ì inh * dương hay không?

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

I ĩ í I I’

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Hhh 2.28

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

.Q UY

NH ƠN

c/ Muốn thoát tai họa, linh dương áp dụng chiến thuật đổi đột ngột hướng chạy để hạn chế ưu th ế tăng tốc trong thời gian dài của con báo. Giả sử bây giờ báo đuổi linh dương trong điều kiện cả hai con vật đều chạy tăng tốc từ lúc dừng để đổi ngoặt hướng chạy, ơiỗì lần tăng tốc t rong 6s và con báo luôn đuổi theo cái đích là con ỉinh dương. Hỏi linh dương có khả năng thoát hiểm hay không?

HƯ NG

ĐẠ O

11.8. Một tên lửa mô hình được bắn lên thèo phương thẳng đứng VỚI gia tốc không đổi 4m /s2 trong 6s. Sau đó nó hết nhiên liệu va chuyên động như một vậ.t rơi tự do. Tên lửa đã đạt độ cao cực đai bao nhiêu, và T,hời gian từ lúc nó cất cánh đến lúc rơi xuống đ ất is bao niùêu? Bỏ qua sức cản của không khí.

ẦN

11.9. Trong một trận đấu tennis (quần vợt) một cầu thủ giao bong với vận tốc 23,6m/s và quả bóng rời vợt theo phương ngang từ điểm cao hơn mặt sân 2,37m. Lưới cao 0,9m và cách điểm giao bong theo phương ngang là 12m.

Hỏi khi bay qua lưới bóng cách lưới bao xa và bóng chạm đất ở khoảng cách lưới theo phương ngang bao nhiêu?

-L

Í-

HÓ

CẤ

11.10. Một người đóng phim phải chạy trên mái một ngôi nhà rồi nhảy theo phương ngang sang mái một ngôi nhà khác nằm thấp hơn 4,8m và cách mái nhà trước 6,2m theo phương ngang. Nếu vận tốc của anh ta chỉ là 4,5m/s thì anh ta có nhảy được an toan không? Anh la phải có vận tốc tối thiểu bao nhiêu để nhảy được qua mái nhà thứ hai và khi tới đó thì vận tốc anh ta có hướng và độ lớn th ế nào?

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

11.11. Một người kéo một cái hòm trên nền nhà bằng một sợi dây tạo thành góc 38° so với phương ngang. Lực kéo dây là 450N và lực mà nền nhà tác dụng vào hòm theo hướng ngược chiều

112

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

chuyển động là 125N. Tính gia tốc của hòm nếu có khối lượng 310kg và khi có trọng lượng 310N.

NH ƠN

11.12. Một vật được treo vào một cân lò xo, còn cân thì treo vào trần một thang máy. Khi thang đứng yên, cân chỉ 65N.

.Q UY

a/ Khi thang máy đi lên với vận tốc không đổi, cân chỉ bao nhiêu?

ĐẠ O

b/ Nếu thang máy đang đi lên với vận tốc 7,6m/s mà bị hãm với gia tốc 2,4m/s 2 thì cân chỉ bao nhiêu?

HƯ NG

c/ Nếu đang di xuống với vận tốc đó mà bị hãm với gia tốc này thì cân chỉ bao nhiêu?

ẦN

11.13. Một người 60kg nhảy xuống sân xi măng từ thành £Ửa sổ cao 0,8m. Anh ta quên không chùng đầu gối xuống khi tiếp đất nên đã dừng chuyển động sau một đoạn 2cm. Lực tác dụng vào khung xương anh ta là bao nhiêu?

11.14. Một vật 100kg được đẩy lên theo một mặt nghiêng góc 30° so với phương ngang, và vật đi lên với vận tốc không đổi.

aI Cần tác dụng một lực F theo phương ngang bằng bao nhiêu nếu không có ma sát?

HÓ

CẤ

b/ Nếu cũng tác đụng lực F như cũ nhưng theo phương nghiêng đi lên mà vật vẫn chuyển động đều thì hệ số fna sát giữa vật và mặt nghiêng là bao nhiêu?

TO ÁN

-L

Í-

11.15. Một đầu tàu kéo một đoàn tàu gồm 10 toa trên đường nằm ngang. Mỗi toa có khối lượng 50 tấn và chịu một lực ma sát f^N) = 250.V (vận tốc đo bằng m/s). Tại thời điểm mà vận tốc đoàn tàu là 36km/h thì gia tốc là 0,2m/s 2 .

ƯỠ

a/ Hỏi sức căng tại chỗ nối giữa đầu tàu và toa thứ nhất là bao nhiêu?

BỒ

b/ Nếu sức căng này là lực tối da mà đầu tàu có thể tác dụng vào đoàn tàu thì đầu tàu có thể kéo đoàn tàu lên đường dốc tồi đa

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

113

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

là bao nhiêu d vận tốc 36km/h?

HƯ NG

ĐẠ O

.Q UY

11.16. bay theo một đường tròn nằm ngang với vận tốc 480km/h. Nếu cánh máy bay nghiêng Hình 2.29 một góc 40° đối với phương nằm ngang thì bán kính đường tròn là bao nhiêu?(hình 2.29)

ẦN

Giả thiết rằng “lực nâng khí động học” vuông góc với mặt cánh máy bay đã cung cấp lực cần thiết để máy bay lượn vòng.

Hình 2.30

ƯỠ

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

CẤ

11.17. Trò chơi “vòng đu quay” thẳng đứng trong công viên giải

BỒ

trí gồm một khung kim loại tròn có những cái thùng gắn chắc chắn vào khung và luôn luôn giữ vị trí nằm ngang khi khung quay 114

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

.Q UY

tròn với vận tốc không đổi. Bán kính khung tròn là 10m, trọng lượng một thùng có người ngồi là 3500N. Tìm độ lớn và hướng của lực mà khung tác dụng vào thùng tại đỉnh của vòng đu quay nếu vận tốc dài của thùng tại đó là:

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

a/ 5m/s

ĐẠ O

b/ 12m/s (hình 2.30)

HƯ NG

11.18. Vào những năm 1901-1902 hai nghệ sĩ xiếc J. Diavolo và N. Mephisto đã sáng tạo ra một tiếc mục rất ấn tượng gọi là “đi xe

ẦN

đạp trên vòng lộn nhào”(hình 2.31). Nhà nghệ sĩ ngồi trên xe đạp cho xe lao xuống từ đỉnh phần nghiêng của vòng lộn nhào rồi phóng lên cao theo một đường tròn dựng đứng, dốc đầu xuống dưới và chạy xe ngoài vòng đua một cách bình an.

Đĩnh đường nghiêng phải cao hơn điểm cao nhất của vòng lộn nhào một đoạn tối thiểu bằng bao nhiêu để trò xiếc này thành công

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

CẤ

an toàn ?

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

11.19. Một con lắc nón gồm một vật khối lượng 50g nôi vào một sợi dây l,2m . Vật chạy trên đường tròn nằm ngang bán kính 25cm, cách mặt sàn lm . aJ Tính vận tốc dài không đổi của vật và lực cáng của dây?

.Q UY

b/ Nếu đột nhiên sợi dây bị đứt thì vật sệ chuyển động thế nào và rơi tới sàn nhà tại điểm nằm cách tâm đường tròn bao nhiêu ?

ẦN

HƯ NG

ĐẠ O

ĨỈ.20. Một con lắc có chiều dài L = 120cm treo tại điểm o và được thả cho rơi không vận tốc ban đầu từ vị trí như ở hình 2.32. Tại điểm p trên đường thẳng dứng qua o , OP = d = 75cm có một chốt cố định làm cho vật nặng đi theo một cung tròn đứt quãng.

a/ Tính vận tốc của vật khi nó đi qua điểm thấp nhất và khi nó đến điểm cao nhất sau lúc dây vướng vào chốt p.

CẤ

-L

Í-

HÓ

11.21. Một con sông chảy qua một ghềnh đá có độ chênh mức nước 15m. Vận tô’c nước lúc vào đầu ghềnh là 3,2 m /s và lúc ra khỏi ghềnh là 13,2 m/s.

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

Tính % th ế năng bị mất của nước khi qua ghềnh được biến đổi thành động năng .Phần năng lượng còn. lại chuyển hóa thành cái gì ?

11.22. Một vận động viên trượt tuyết trượt từ một độ cao 850m xuống không dùng gậy rồi sau đó vượt từ chân dốc lên một đỉnh núi cao 750m theo một dường dài 3,2km tính tổng cộng từ đỉnh cao 116

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

dầu tiên. Độ dốc của hai đường trượt so với phương ngang cùng là 30°. a/ Nếu ma sát trên đường trượt là không đáng kể thi vận tốc của anh ta ở đỉnh cao thứ hai là bao nhiêu ?

.Q UY

b/ Nếu anh ta vừa vặn dừng lại khi trượt tới đỉnh cao thứ hai thì hệ số ma sát giữa thanh trượt và mặt đường là bao nhiêu?

HƯ NG

a/ Khối lượng đoàn tàu bằng bao nhiêu?

ĐẠ O

11.23. Một đầu máy xe lửa có công suất 1,5 MW có thể tăng tốc một đoàn tàu từ lOm/s lên 25m/s trong 6 phút. b/ Lực tăng tốc tàu và quãng đường tàu đi được trong 6 phút? )

ẦN

11.24. Một khối lượng 3,5 kg được bật ra từ lò xo bi nén (hình 2.33) có hệ số đàn hồi k = 640N/m. Sau

i ~( % ………………………. …………………y Không ma sát

có ma sát

k h i rờ i lò x o v à o lúc lò xo

CẤ

CÓ chiều dài ở trạng thái Hình 2 3 3 không nén, khối này trượt trên mặt phẳng ngang có hệ sô’ ma sát 0,25 đi được một đoạn 7,8m thì dừng lại .

HÓ

a/ Tính phần cơ năng bị phân tán do lực ma sát làm cho khối lượng đó dừng lại.

Í-

b/ Tìm động năng lớn nhất của khối?

TO ÁN

-L

c/ Lò xo bị nén một đoạn bao nhiêu trước khi khối lượng này được bật ra.

BỒ

ƯỠ

11.25. Cái parasốc của một ô tô 1 2 0 0 kg được thiết kê sao cho nó có thể hấp thụ hết năng lượng khi ô tô đâm mũi vào một bức tường vững chắc với vận tốc 5km/h. Ô tô đang chạy với vận tốc 70km/h thì húc vào phía sau một ô tô khác 900kg chuyển động với vận tốc 60km/h theo cùng một chiều. Do va chạm này cái xe 900kg được gia tốc đến 70 km/h .

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

117

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

a/ Tính vận tốc của ô tô 1200kg ngay sau khi va chạm.

.Q UY

b/ Tính tỉ số giữa động năng bị hấp thụ trong va chạm này so với động năng mà cái parasốc của xe 1 2 0 0 kg có thể hấp thụ.

ĐẠ O

11.26. Nước máy được đưa từ hệ thông phân phối vào nhà bằng đường ông có đường kính trong 34mm với vận tốc lm /s và dưới áp suất 3atm tại tầng trệt của căn nhà.

HƯ NG

a/ Nếu nước chảy trong ống dẫn là ổn định thì vận tô’c và áp suất nước chảy ra tại vòi nước ở tầng trệt là bao nhiêu, biết rằng đường kính trong của vòi nước là 2 1 mm.

ẦN

b/ Tính vận tốc và áp suất của nước chảy ra ở vòi nước 21mm đặt tại lầu 1 cách nền nhà 4m .

11.27. Trong một trận bão, không khí (khối lượng riêng l,2kg/m3) thổi qua mái một ngôi nhà với tốc độ 110km/h .

a/ Hiệu số áp suất bên trong và bên ngoài nhà có xu hướng nâng mái nhà lên là bao nhiêu ?

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

CẤ

b/ Lực nâng tác dung vào mái nhà có diện tích 90m2 bao nhiêu ?

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

.Q UY

CHƯƠNG III

ĐẠ O

VỀ NHIỆT ĐỘNG L ự c HỌC

MỘT SỐ B À I TOÁN ĐỊNH LƯỢNG

ẦN

HƯ NG

Kiến thức trung tâm của phần này là thuyết động học phân tử và hai định luật nhiệt động lực. Thuyết động học phân tử khảo sát quá trình diễn ra trong các chất (khí, rắn và lỏng) gây nên bởi những chuyển động của các phân tử tạo thành chất. Còn nhiệt động học nghiên cứu những quá trình chuyển hóa của vật chất gắn liền với sự tỏa ra hoặc hấp thụ năng lượng và với sự thực hiện công, sự dịch chuyển chất…

ƯỠ

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

CẤ

BỒ

Chúng ta sẽ tìm hiểu chiến lược tổng quát giải toán về 2 định luật nhiệt động lực vận dụng cho những quá trình khác nhau, bao gồm cả các đẳng quá trình của khí lí tưởng và các quá trình diễn ra trong các động cơ nhiệt. nin Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Q = AU + A

(1 )

NH ƠN

1. Phương trình biểu diễn định luật nhiệt động lực thứ nhất là:

.Q UY

Trong đó Q là nhiệt lượng trao đổi giữa hệ và môi trường ngoài, AU là độ biến thiên nội năng của hệ và A là công do hệ thực hiện.

Khi sử dụng phương trình này phải dặc biệt thận trọng với các quy ước về dấu:

ĐẠ O

HƯ NG

Q < 0 khi nhiệt lượng do hệ nhường di (hệ tỏa nhiệt). AU < 0 khi hệ giảm nội năng.

ẦN

A < 0 khi là công thực hiện trên hệ (công cản).

Đồng thời nhớ rằng độ biến đổi nội năng AU trong bất k ì quá trình nào cũng không p h ụ thuộc vào con đường biến đổi và chất nào tham gia quá trình biến đổi. Trong kh i nhiệt lượng và công thỉ p h ụ thuộc quá trình biến đổi và chất nào tham gia quá trình biến đổi. Nếu một quá trình gồm nhiều giai đoạn thì phải tách biệt rõ ràng từng giai đoạn để xác định đúng giá trị các đại lượng Q, AƯ và A cho từng giai đoạn để lập phương trình nhiệt động lựcrồi mới cộng chúng lại cho toàn quá trình.

HÓ

CẤ

TO ÁN

-L

Í-

Luôn nhớ sử dụng các đơn vị cùng một hệ, vídụ nếu phải tính công A = p .v với áp suất p đo bằng N/m 2 (pascal:Pa) thì công và nhiệt ỉượng cũng như nội năng đều phải tính ra đơn vị joule(J).

3. Định luật nhiệt động lực học thứ nhất vận dụng cho những quá trình đặc biệt:

ƯỠ

– Đoạn nhiệt AU = -A

BỒ

– Đẳng tích AU = Q

120

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

-Đ ẳng áp A = p. AV

NH ƠN

Đẳng nhiệt nói chung vẫn là phương trình ( 1 ) và riêng với khí lí tưởng thì Q = A.

ĐẠ O

động cơ là:

.Q UY

4. Đối với động cơ nhiệt người ta phải sử dụng chu trình (các quá trình kín ) sao cho với một nhiệt lượng Q trao cho hệ (tác nhân sinh công ) thì thu được một công A và hiệu suất nhiệt của

ẦN

H =ĩ l z Ả T,

HƯ NG

Động cơ nhiệt lí tưởng (động cơ Carnot) hoạt động theo chu trình Carnot là động cơ có hiệu suất lí tưởng lớn nhất so với iAọí động cơ có cùng nhiệt độ các nguồn nóng Ti và lạnh T2. ;

Đôi khi người ta tính hiệu’suất động cơ theo công suất, tức là A công thực hiện trong đơn vị thời gian : N = –

Ví dụ 1: Khi bơm không khí vào một bánh xe đạp, tay ta tác dụng một lực trung binh 45N di chuyền pittõng đi một khoảng 0,24m đề nén không khí trong ống xilanh của bơm.

HÓ

CẤ

Nếu trong thời gian đó có 2J nhiệt lượng truyền từ trong xi lanh qua thành ống bơm thì nội năng của không khí trong ống bơm thay đổi như thế nào ?

Í-

Bài giải: Ta viết phương trình nhiệt động lực thứ nhất:

-L

Q = AƯ + A

TO ÁN

Theo qui ước về dấu nhiệt lượng 2J truyền từ trong XI lanh qua thành ống bơm phải mang dấu (-):

Vậy phương trình sẽ là :

BỒ

ƯỠ

Công A = Fs = 45.0,24 s= 10,8 J do tay thực hiện di chuyển pittông để nén không khí phải có dấu (-).

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

-2 J = AU – 10,8 J 121

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

AU = 10,8 – 2 = 8 ,8 J

NH ƠN

Do đó:

.Q UY

AU = 8 ,8 J có nghĩa là nội năng của không khí trong ống bơm đã tăng : nó đã được nóng lên trong quá trình pittông nén khí.

Chú ý: Nếu coi không khí trong ống bơm là khí lí tưdng thì AU= 8 ,8 J chỉ dùng để tăng nhiệt độ của khí.

HƯ NG

ĐẠ O

Nếu quá trình nén khí diễn ra thật nhanh để cho nhiệt không kịp truyền qua thành ống bơm thì Q = 0 và AU = -A = 10,8 J: quá trình là đoạn nhiệt. Chu trình Camot gồm có hai quá trình đẳng nhiệt và hai quá trình đoạn nhiệt.

ẦN

Ví dụ 2: Khi 1 kg nước ở 100°c bay hơi hết ở áp suất khí quyển thì thể tích của nó thay đổi từ giá trị ban đẩu 1 . 1 0 ‘3 m3 (thể lỏng) đến giá trị cuối 1,671 m3 (thể hơi)

a/ Công thực hiện bởi hệ trong yụá trình này là bao nhiêu ?

b/ Nhiệt lượng cung cấp cho hệ là bao nhiêu?

c/ Nội năng của hệ biến đổi thế nào?

CẤ

Bài giải: oJ Do chất tham gia quá trình biến đổi từ nước ở 1 0 0 °c thành hơi nước cũng ở 1 0 0 °c dưới cùng áp suất khí quyển p = la tm = 1,07.105 Pa cho nên đây là quá trình đẳng nhiệt và cũng là đẳng áp.

HÓ

‘ Công thực hiện trong quá trình đẳng áp là pAV:

Í-

A = 1,07.10 5.( 1,671 – l.icr3) = 178690J

TO ÁN

-L

Công này là công dương, vì hơi nước hình thành từ nước đã giãn nở để tăng thêm thể tích : hệ thực hện công giãn nở.

BỒ

ƯỠ

1nn

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

c/ Độ biến đổi nội năng của hệ tính được theo định luật nhiệt động lực thứ nhất: Hay

.Q UY

Q = AU + A

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

AU = Q – A = 2260000 -178690 = 2081310J

ĐẠ O

Phần nội năng tăng thêm này chính là độ tăng th ế năng phân tử của nước khi chuyển hóa thành hơi nước. Động năng phân tử của hệ không đổi vì nhiệt độ t = 1 0 0 °c giữ nguyên khi nước bay hơi.

ẦN

HƯ NG

Chú ý: Từ kết quả tính toán trên, ta thấy khi nước sôi có khoảng 178690J/2260000J = 7,9 % nhiệt lượng cung cấp thêm cho nó trở thành, công cơ học thực hiện ra môi trường ngoài để đẩy lùi áp suất khí quyển ?

Ví dụ 3: Một xi lanh chứa khí oxi ở trạng thái 1 có pi =: 3atm, v,= 2lít và T,= 300K.

Cho chất khí đó thực hiện lần lượt các quá trình biến đổi sau:

1. Đốt nóng đẳng áp từ trạng thái 1 đến 2 với T2 = 500K

2. Làm lạnh đẳng tích từ 2 đến 3 với T3 = 250K

3. Làm lạnh đẳng á p từ 3 đ ến 4 với T 4 = 150K

CẤ

4. Đốt nóng đẳng tích từ 4 trở vể 1 với T, = 300K

a/ Biểu diễn bốn quá trình trên vào cùng một giản đồ p-V.

HÓ

b/ Tính công thực hiện trong mỗi quá trình và trong cả chu trinh. p(atm)

TO ÁN

-L

Í-

c/ Tính hiệu suất lí tưởng của một động cơ nhiệt hoạt động với cùng nguồn nhiệt nóng và lạnh như ở chu trình này. Suy ra nhiệt lượng tối thiểu phải

cung cấp cho chất khí ở xilanh.

BỒ

ƯỠ

Bài giải: aJ Để vẽ giản dồ của bốn quá trình, ta coi chất khí oxi trong xilanh như khí lí tưởng để áp dụng phương trình trạng thái: W i Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

pV _ P’.V’

T’

NH ƠN

Pj = 3atm, Vj = 21ít, Tj = 3Ó0K; p 2 = 3atm, V2 ?T2 = 500K. 2

1 T!

300

.Q UY

v2 =V,^- = 2.- = – lít 3

ĐẠ O

ẦN

– Từ 3 -” 4 : quá trình đẳng áp:

HƯ NG

p2 = 3atm, v 2 = – lít, T2 = 500K; p 3 = ?, V3 = – lít, T3 = 250K

p3 = l,5atm, v 3 = – lít, T3 = 250K; p4= l,5atm, V4 ?, T4 = 150K ^ _ = w ầ ọ = 2ìít t3 ạ 250

p4 = l,5atm, v 4 = 21ít,T4 = 150K,Pj =3atm ,V ! = 21ít,T! = 3 0 0 K

CẤ

Ta thử lại để khẳng định là chất khí trở về đúng trạng thái xuất phát : nó đã hoàn thành một chu trình (hình 3.1)

HÓ

b/ Công thực hiện trong mỗi quá trình :

Í-

1-“2 : Ai2 = Pi-AV = 3atm.( 10/3-2)lít = 4atm.lít =

-L

4.1,05.105P a .l.l0 3m3 = 420J

-“3 A23 =

TO ÁN 2

-2.1,0 5.105Pa. 1.1 0 -3m3 = – 2 1 0 J

BỒ

ƯỠ

3-“4 : A34 = chúng tôi = l,5atm .(2-10/3)lít = -2atm .lít =

124

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

A = Aj2 + A 23 + A34 + A41 = 4atm.lít -2atm .lít= 2 atm.lít A = 2.1,05.105Pa. 1.10’3 m3= 2,1.102 = 210J

NH ƠN

Công do chất khí thực hiện trong một chu trình là tổng đại số các công thực hiện trong cả 4 chu trình :

– 1 ,5 )^- – 2 j = 2atm.lít = 210J

ĐẠ O

.Q UY

Trên giản đồ p-V, công do chất khí thực hiện trong một chu trình có giá trị bằng diện tích hình 1234, nó cũng đúng bằng

HƯ NG

c/ Động cơ lí tưởng (Carnot) hoạt động giữa hai nguồn nhiệt T2 = 500K và Ti = 300K có hiệu suất bằng : I

ẦN

Nhiệt lượng tối thiểu phải cung cấp cho chất khí trong xỉlanh

là:

-L

Í-

HÓ

CẤ

Ví dụ 4: Một lượng khí lí tưồng được nén đẳng nhiệt từ thể tích 22,4 lít ở và áp suất 1 atm đến thể tích bằng Vk . a/ Tính áp suất khí sau khi nén

BỒ

ƯỠ

0°c

TO ÁN

Cách tính công của các quá trình đẳng nhiệt và đoạn nhiệt của chất khí cũng đưa đến những công thức phức tạp không được nghiên cứu trong chương trình. Ta chỉ sử dụng cách tính công theo diện tích trên giản đồ p-V.

125 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

b/ Vẽ giản đổ p-V của quá trình và tính công thực hiện nén khí.

P2V2 suy ra:

PiV i=

P2=

.P 1

.Q UY

Bài giải: a/ Dùng phương trình trạng thái

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

ĐẠ O

b/ Giản đồ p-V (hình 3.2). Đồ thị là một đoạn cong hình hiperpol. Công thực hiện có giá trị bằng diện tích của hình có gạch chéo trên giản đồ. Nó nhỏ hơn diện tích hình thang được vẽ bằng đường chấm chấm. Đổi các đơn vị áp suất ra Pa và thể tích ra m3 ta sẽ tính được gần đúng công (tính ra J)

2 2 ,4 l

1 1 ,2 l

ẦN

HƯ NG

latm

Hình 3 .2

Công tính theo diện tích hình thang:

. 1,05.1 o 5 Pa.(l 1,2.10 ‐3 m 3 )” 1764J v ‘

CẤ

Vậy công thực hiện nén khí sẽ là A < 1764J (công âm)

HÓ

‘Ví dụ 5: Một động cơ dùng xăng trong một chu trình nhận 2500J nhiệt

Í-

lượng và cho 500J công cơ học.

TO ÁN

-L

rôhiệt lượng này dược cung cấp do đốt étxăng có năng suất tỏa nhiệt là 5.10 J/g a/ Tính hiệu suất nhiệt của động cơ này b/ Tính nhiệt luợng bị mất trong một chu trình

c/ Tính lượng xăng bị đốt trong một chu trình

ƯỠ

d/ Tính công suất động cơ biết rằng nó hoạt động 100 chu trình trong một giây

BỒ

e/ Động cơ tiêu thụ bao nhiêu xăng trong một giờ ?

Bài giải: aI Hiệu suất của dộng cơ được tính theo công thức:

19R

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

25 00 J

b/ N hiệt lượng bị mất trong một chu trình là Qh = Q – A = 2000J

HƯ NG

Q = m.L hay m = Q = 2S00J_ = 0 05g L 5.10 J /g

ĐẠ O

c/ Lượng xăng bị đốt trong một chu trình tính theo công thức:

.Q UY

NH ƠN

H = A = JOOJ_ =

ẦN

dI Công suất của động cơ được tính bằng tỉ số giữa công A trên A thời gian thưc hiện công đó: N = – t

Trong l s động cơ thực hiện 100 chu trình, vậy 1 chu trình được

= 50000W = 50kW

N = 5 0 0 j/

thực hiện trong thời gian -ỉ-s , do đó: 100

100

CẤ

c/ Lượng xăng tiêu thụ trong lh = 3600s = 3600.100 chu trình

M = m.3600.100 = 18000g = 18kg

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

Chú ý: Nếu động cơ xăng này hoạt động theo chu trình lí tưởng Camot thì ta có thể tính được mức chênh lệch nhiệt độ giữa nguồn nóng và nguồn lạnh của nó, dựa theo định luật nhiệt động lực thứ hai:

l- £

= 0,2

hay

5 . = 0,8

ƯỠ

Từ kết quả của câu a/ ta rút ra:

BỒ

Qua nhữag ví dụ trên ta thấy, khi vận dụng định luật nhiệt động lực thứ nhất vào từng trường hợp cụ thể các đại lượng công và

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

.Q UY

NH ƠN

nhiệt lượng được tính toán nhờ những công thức tương ứng đã biết trong Cơ học và Nhiệt học, và trong những trường hợp không có điều kiện sử dụng công cụ toán học phức tạp thì có thể dựa vào phương pháp đồ thị và ước lứợng một cách gần đúng. Sau này với kiến thức giải tích toán học ta cò thể tính toán chính xác hơn các dại lượng có mặt trong các định luật nhiệt động lực.

ĐẠ O

NHỮNG BÀI TOÁN LUYỆN TẬP

ẦN

HƯ NG

III. 1. Một vật có khối lượng 6 kg rơi từ độ cao 50m nhờ một chế làm quay một bánh xe có cánh khuấy 0 ,6 kg nước có nhiệt độ ban đầu 15°c. Nếu toàn bộ th ế năng hấp dẫn của vật chuyển hóa thành nhiệt làm nóng nước thì nhiệt độ cuối cùng của nước là bao nhiêu?

III.2. Một vận động viên muốn giảm bđt lượng mỡ trong cơ thể bằng cách nâng tạ có khôi lượng 80kg lên độ cao lm .

a/ Cần nâng tạ bao nhiêu lần để giảm bớt lk g mỡ, nểủ năng ‘ suất tỏa nhiệt của mỡ là 35000J/kg?

-L

Í-

3C *

HÓ

CẤ

b/ Giả sử cứ 2s người đó nâng tạ một lần thì để giảm bớt lkg mờ phải mất bao nhiêu lâu ?

TO ÁN

2 C. 1 C-

ƯỠ

Hình 3.3

V(m3)

băng.

BỒ

III.3. Một tảng băng ở nhiệt độ tan có khấỉ lượng ban đầu 50kg trượt dọc theo một mặt phẳng nằm ngang, bắt đầu với vận tốc 4m/s và cuốỉ cùng dừng lại sau khi đi được quãng đường 28,3m. Tinh khối lượng băng tan do ma sát giữa khối ^ănS và mặt trượt nếu tất cả nhiệt lượng tỏa ra do ma sát đều dùng vào việc làm tan

128

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

III.4.

NH ƠN

Một mẫu khí giãn từ lm 3 đến 3m 3 trong khi áp suất của nó giãn từ 30Pa xuống lOPạ. Tính công do khí thực hiện khi mó giãn theo một trong ba quá trĩnh mô tả trên giản đồ p – V ở hình 3.3.

.Q UY

III.5. Chất khí trong một buồng chứa thực hiện một chu trình như vẽ trên hình 3.4. Xác định nhiệt lượng toàn phần cần cung cấp cho hệ trong quá trình CA, nếu nhiệt lượng cần cung cấp cho quá trình, AB là 20J, còn nhiệt lượng cần cung cấp cho quá trình BC ỹằng không và công toàn phần’thực hiện trong cả chu trình là 15J.

ẦN

HƯ NG

ĐẠ O

p(Pa)

III.6 . Khi một hệ được chuyển từ trạng thái 1 sang trạng thái 2 theo đường la 2 trên hình 3.5 thì Q = 50J và A= 20J. Theo đường lb2 thì Q = 36J.

a/ tính công A theo đường

CẤ

lb 2

HÓ

b/ Nếu công A = -13J cho đường cong quay trở lại 2 1 thì Q ỉà bao nhiêu?

-L

Í-

c/ Cho Ui = 10J, tính u 2 ?

TO ÁN

d/ Cho Ub = 22J, tính Q cho các quá trình lb và b2 .

III.7. Một lượng khí lí tưởng ở 10°c và áp suất lOOkPa chiếm một thể tích 2,5m3′

b/ Tính công thực hiện khi diễn ra quá trình từ trạng thái đầu

BỒ

ƯỠ

a/ Tính thể tích khí khi áp suất tăng lên là 300kPa và nhiệt độ là 30 c

129 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

lần lượt qua một quá trình nén đẳng áp và một quá trình nén đẳng tích để đến trạng thái cuối.

.Q UY

111.8 . Một động cơ nhiệt hấp thụ 52kJ nhiệt lượng và thải ra 36kJ nhiệt lượng trong một chu trình. Tính:

a/ Hiệu suất của động cơ và công thực hiện trong một chu trình

ĐẠ O

b/ Công suất của động cơ nếu nó hoạt động với tốc độ 50 chu trình trong ls.

HƯ NG

c/ Lượng xăng tiêu thụ trong lh , nếu năng suất tỏa nhiệt của xăng là 5.10 4J/g.

ẦN

111.9. a/ Tính hiệu suất của một nhà máy nhiệt điện tiêu thụ 380 tấn/h than để sinh công có ích với tốc độ 750MW. Năng suất tỏa nhiệt của than là 28MJ/kg.

b/ Tỉ sô’ nhiệt độ giữa hai nguồn nóng và lạnh của một động cơ Carnot có cùng hiệu suất là bao nhiêu?

III.IO*. Một máy lạnh cần một công 150J để lấy đi 560J nhiệt lượng từ buồng lạnh.

a/ Tính hiệu suất của máy lạnh.

CẤ

b/ Tính nhiệt lượng thải ra cho bếp trong líiột chu trình.

HÓ

c/ Nếu máy lạnh hoạt động theo chu trình Camot thì tỉ số nhiệt độ giữa buồng ỉạnh và phòng bếp là bao nhiêu?

-L

Í-

Ĩ I I .ll. Một động cơ Carnot hoạt động giữa một nguồn nóng có nhiệt độ là 320K và một nguồn lanh ở 260K.

TO ÁN

a/ Nếu nó hấp thụ 500J nhiệt lượng trong một chu trình thì nó cho một công bằng bao nhiêu với mỗi chu trình ?

ƯỠ

b/ Công suất của động cơ là bao nhiêu nếu nó hoạt động với tốc độ 0,7 chu trình /ls?

BỒ

d* Nếu cũng động cơ đó chạy theo chiều ngược lại như một máy lạnỊi giữa hai nguồn nhiệt trên thì phải cung cấp một công bằng bao nhiêu trong mỗi chu trình để có thể lấy đi 10 0 0 J nhiệt lượng từ nguồn lạnh? nn

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

IU . 12. Một động cơ Carnot có công suất 500w hoạt động giữa hai nguồn nhiệt có nhiệt độ 100°c và 60°c. Tính :

.Q UY

a/ Tốc độ nhiệt lượng thu vào (Qthu trong một giây).

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

b/ Tốc độ nhiệt lượng thải ra.

ĐẠ O

111.13. Một động cơ Carnot có hiệu suất 40% có nguồn lạnh ở nhiệt độ 240K.

HƯ NG

a/ Nếu muốn tăng hiệu suất lên 50% thì phải nâng nhiệt độ nguồn nóng đến bao nhiêu khi giữ nguyên nhiệt độ nguồn lạnh?

ẦN

b/ Nếu giữ nguyên nhiệt độ nguồn nóng thì phải hạ nhiệt dộ nguồn lạnh đến bao nhiêu để có hiệu suất 50%?

III. 14*. Một máy lạnh lí tưởng có nguồn lạnh là nước ở 0°c và nguồn nóng là nước sôi 1 0 0 °c.

a/ Tính công cần thực hiện để lk g nước thành nước đá.

b/ Tính lượng nước sôi thành hơi nước.

CẤ

Cho nhiệt nóng chảy của nước đá k = 340kJ/kg và nhiệt hóa hơi của nước sôi là L = 2260 kj/kg.

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

111.15*. Vào khoảng giữa th ế kỉ XIX nhà vật lí người Anh w.Thomson (huân tước Kelvin) đã đề suất ý tưởng về hệ thống sưởi động lực như sau: Lò đốt nhiên liệu được dùng làm nguồn nóng của một động cơ nhiệt mà nguồn lạnh của nó là nước trong hệ thống suởi. Công thu được từ động cơ nhiệt này dùng để chạy một máy lạnh mà nguồn nóng lại chính là nước trong hệ thống sưởi, còn nguồn lạnh là nước ngầm (hình 3.6).

BỒ

ƯỠ

Cho rằng cả hai máy trong hệ thống đều là máy lí tưởng và bỏ qua các hao phí vô ích.Hãy tính nhiệt lượng mà hệ thống sưởi nhận được khi đốt nóng lk g chất đốt có năng suất tỏa nhiệt q = 2 ,5 .10 7 J/kg, biết n h iệt độ lò đốt ti = 200°c, nhiệt độ

131 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

HƯ NG

ĐẠ O

.Q UY

NH ƠN

nước trong hệ thông sưởi t2= 60°c và nhiệt độ nước ở mạch nước ngầm t 3 =10°c.

ẦN

Hình 3.6. Sơ đồ hệ thống sưởi động lực

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

CẤ

Ghi chú: Các bài và mục có kí hiệu *, nhằm giúp học sinh nâng cao kiến thức.

132

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

MỘT SỐ B À I TO ÁN ĐỊNH LƯỢNG

VỀ ĐIỆN V À TỪ

.Q UY

CHƯƠNG IV

ẦN

HƯ NG

ĐẠ O

Điện học là một trong những phần quan trọng của chương trình vật lí học ở trường THPT. Các khái niệm về điện khá t^ừu tượng và người ta thường nghiên cứu chúng dựa trên sự đối phiếu tương tự giữa các hiện tượng điện và các hiện tượng cơ học nhằm tăng cường cách hiểu cụ thể những khía cạnh khó hình dung ềủa chúng. Đồng thời với việc lí giải tương tự như thế, một điều hết sức cần thiết là phải nêu bật được những nét khác biệt về bản chất của các hiện tượng điện so với các hiện tượng cơ học. Trong nhiều bài toán định lượng có thể thực hiện tốt sự phối hợp này giữa việc so sánh để làm nổi bật nét tương tự và nét khác biệt về bản chất của hai loại hiện tượng nói trên.

IV. 1. Những bài toán về diện tích và điện trường.

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

CẤ

Tĩnh điện học nghiên cứu các hiện tượng gây ra bởi sự. tương tác của các điện tích đứng yên. Lực điện hay chính xác hơn lực điện từ là một trong bốn lực cơ bản của thiên nhiên, và lực tĩnh diện là một trường hợp riêng của nó tính được theo định luật Coulomb. F = 9.10 9

6= 1).

er 2 trong đó 8 là hằng số điện môi của môi trường (trong chân không

‐1 1

F = 6.68.10″

niỊ.m^ r

BỒ

ƯỠ

Định luật Coulomb tương tự như định luật Newton về hấp dẫn:

133 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

Duy chỉ khác là lưc hấp dẫn chỉ là lực .hút, còn lực tĩnh điện I thì có thể là lực hút (khi hai điện tích qi và q2 trái dấủ) mà cũng có thể là lực đẩy (khi qi và q2 cùng dấu).

.Q UY

C ông

Thế năng

Chất điểm

P g=- m

Không phụ thuộc

U=A= mgh

F = G m i” 2 f r

Thế

w u = gh u V=- m

T h ế hiệu

Vab = g(ha – ty)]

hình dạng

HƯ NG

C ư ờng độ tr ư ờ n g

ẦN

Trọng lực

Lực

ĐẠ O

Ta tóm tắt những nét tương tự giữa điện trường và trường ị trọng lực vào một bảng như sau:

đường đi thực

hiện

Tĩnh điện (điện tích đứng yên)

công A

Điện tích điểm

Ẽ=- m

F – k qi?2 í

Điện trường

CẤ

(hút hoặc dẩy)

HÓ

Í-

U=A

phụ

V = Ha

thuộc

– Aab

_ Aaco

hình dạng

đường đi thực

hiện

U=qEd

V q

E dqoo

Va b =Ed

công A

TO ÁN

-L

đều

Không

ƯỠ

cường độ trọng trường (đều) g , th ế và th ế hiệu của trọng trường,

BỒ

mặc dù vẫn thường xuyên gặp các đại lượng đó như g = 9,8 m/s2 j (=Const), gh (tính từ mốc là mặt đất) v.v… Việc đối chiếu tương tự * như trên giúp hình dung dễ dàng hơn các khái niệm cường độ điện I trường, điện th ế và hiệu điện thế, đồng thời hệ thống hóa kiến 1Q/1

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

.Q UY

thức về hai trường th ể (trường lực bảo toàn) và dễ nhận ra những nét tương tự giữa các bài toán về điện trường và các bài toán cơ học đã biết.

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

ẦN

HƯ NG

ĐẠ O

1. Luôn luôn ghi nhớ là định luật Coulomb nói đến tương tác của các điện tích điểm , và về nguyên tắc có thể tính được lực tương tác cũng như cường độ trường của nhiều điện tích. Lực và cường độ trường là các đại lượng véctơ, do đó phải dùng quy tắc hình bình hành khi cộng chúng, còn công, th ế năng, điện th ế (hiểu như thế năng trên một đơn vị điện tích) hiệu điện th ế đều là các đại lượng vô hướng (cộng đại số).

2. Phải cẩn thận với các đơn vị đo các đại lượng. Trong hệ SI, khoảng cách đo bằng m, lực đo bằng N, điện tích đo bằng c (nhđ rằng Coulomb là điện tích rất lớn và trong các bài toán tĩnh điện người ta thường gặp những điện tích vào cỡ 10’9 đến 10’6C!), công do bằng J, điện th ế và hiệu điện th ế đo bằng V, cường độ điện trường đo bằng v/m (hay N/C).

Í-

HÓ

CẤ

3. Cường độ điện trường có liên hệ với điện th ế (và hiệu điện thế) qua đại lượng công do lực diện trường thực hiện trên một đơn vị điện tích thử dương khi di chuyển nó từ điểm a đến điểm b. Trong trường hợp dặc biệt điện trường là điện trường đều thì:

-L

v a- V b= E .d

TO ÁN

4. Khi cần phân tích chuyển động của một điện tích q trong điện trường E thì sử dụng định luật II Newton: F = m ã , trong đó

F là lực do điện trường tạo ra F = q E . Nếu điện trường là đều thì

ƯỠ

gia tốc a = const, và trong trường hợp cần thiết thì sử dụng cả các công thức động học đã biết.

BỒ

5. Năng lượng của điện trường (thế năng) có thể chuyển hóa thành động năng của một hạt tích điện được gia tốc nhờ lực điện

135 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

(định lí động năng) tương tự như thế

NH ƠN

trường AU = A = A

rav 2

năng của trọng trường chuyển hóa thành động năng của vật rơi.

1 Q2

1 _

2 0

.Q UY

Thế năng của điện trường có thể tồn trữ nhờ tụ điện tách điện,

tính dược theo công thức u = — = -c v 2, trong đó Q là điện tích

ĐẠ O

của bản tụ điện, € là điện dung của tụ, và V là hiệu điện thế giữa hai bản. Tương tự như thế năng đàn hồi được dự trữ trong một lò xo bị

ẦN

HƯ NG

nén u = -kx2 , và các cặp đại lưọag tương tự là Q2 và X2, – và k (hệ 2 c số đàn hồi của lò xo).

Các tụ điện có thể ghép nốỉ tiếp: -r = + – Ị – +… c c, c 2

c = Ci+C2+…

hoặc song song:

(trái ngược với ghép điện trở) để có được bộ tụ điện theo yêu cầu.

CẤ

Ví dụ 1: a/ Tính lực tương tác giữa electron và hạt nhân trang nguyên tử hiđrô, biết rằng điện tích của chúng có độ lớn 1 ,6 . 1 0 ’19c và khoảng cách giữa chúng là 5.10’9 cm. So sánh lực điện với lực hấp dẫn giữa chúng.

Í-

HÓ

b/ Tính cưởng độ điện trường của hạt nhân hiđrô tại điểm cách nó 5.10′ 9 cm.

-L

c/ Coi chuyển dộng của electron quanh hạỉ nhân là chuyển động tròn đều, tính vận tốc dài của nó trên quỹ đạo.

F =

= 9.109.^ ^ f f = 0,92.10’7N (5.10 )

Lực hấp đẫn tính theo định luật hấp dẫn Newton:

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

Bài giải: a/ Lực tương tác tính dược theo định luật Coulomb:

136

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

. 6 ,67,10- . ( 9 .1 .1 0 – XI,67.10″) (5.10 ) r2 = 4,06.10’47N

Lập tỉ số để so sánh:

Fhd

.Q UY

0,92.10,-7 * 2 . 1 0 41lầ n ! 4,06.10’47

NH ƠN

Fm =

HƯ NG

ĐẠ O

b) Lực tương tác giữa hạt nhân và electron là lực hút vì chúng có điện tích trái dấu. Để tính được cường độ diện trường Ẽ của hạt nhân, phải sử dụng điện tích th ử dương. Lúc này lực sẽ là lực đẩy, tức là có hướng từ hạt nhăn đi ra. Cường độ điện trường E tậi điểm cách hạt nhân 5.10’9cm là: –

(5.10 ‐ 11)2

* 0 ,6 . 1 0 12 v/m

= 9.10

ẦN

9 1 ,6 .10 -19

c/ Lực hút Coulomb do hạt nhân tác dụng vào electron tạo ra gia tốc hướng tâm trong chuyển động tròn đều của nó quanh hạt nhãn trên quỹ đạo có bán kính bằng khoảng cách giữa nó và hạt nhân R = 5.10’9cm = 5.10’n m. Vận tốc dài của electron tính được mv theo công thức Fht = -R

CẤ

__ 2

HÓ

Do đó:

F .R ™ m

-L

Í-

V =

0,92.10’7.5.10 o 1 ir v -3 1 9 ,110

= 2,25.106m/s

ƯỠ

TO ÁN

Ví dụ 2: Hai diện tích có củng độ lớn q và có dấu ngược nhau, cách nhau một khoảng d tạo thành một hệ gọi là lưỡng cực điển (hình 4.1).

BỒ

Tính cường độ điện trường tại một điểm p nằm trên trục của lưỡng cực và cách trung điềm của

Ẽ(_) p

Ễ(+)

Hình .4.1

137 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

.Q UY

điện truờng E(+) và E (_J do hai điện tích +q và – q tạo ra tại p. Chúng có hướng ngược nhau nên E có độ lớn:

E = E(+) – E(_)

2 xJ

2xJ

l + 2xJ

ẦN

M d) M d)

HƯ NG

ĐẠ O

= k 4r 2 – – k q2 r(+) r(-)

NH ƠN

CẤ

Người ta thường quan tâm đến tác dụng điện của lưỡng cực chỉ ở các khoảng cách đủ lớn so với kích thước của lưỡng cực, tức là chỉ

HÓ

với n^ững giá trị X sao cho x ” d . Lúc đó ” 1 * 2x 1

TO ÁN

-L

Í-

các giá trị gần đúng của

– – ì và ( 1 + – ì 2 x) y 2x j

(i ^

và ta có thể lây bằng:

i r . f i 4 1 xj

2x )y

ƯỠ

(i+ấ f – H )

BỒ

Bây giờ điện trường do lưỡng cực tạo ra tại p đủ xa là: E= 4 7 IE 0 X

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

– Ỉ H

– Í

2718,0

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Tích qd được gọi là mom en lưỡng cực p của lưỡng cực điện. Nó ỉà một vectơ, chĩ hướng của trục lưỡng cực, lấy từ đầu âm (-) đến đầu dương (+) của lưỡng cực (véctơ P được vẽ bằng đường chấm

.Q UY

chấm trên hình 4.1).

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

ẦN

HƯ NG

ĐẠ O

Momen lưỡng cực là một tính chất cơ bản của lưỡng cực: khi đo điện trường ở những điểm cách xa tâm lưỡng cực, chỉ có thể tìm dược tích qd chứ khổng thể tìm được riêng rẽ q và d. Và trên thực tế điện trường E của một lưỡng cực biến thiên tỉ lệ nghịch với lũy thừa 3 của khoảng cách cho tất cả mọi điểm cách xa tâm lưỡng cực, không kể chúng ở trên trục hay ở ngoài trục.

Các lưỡng cực điện rất quan trọng trong những nghiên cứu về nguyên tử, phân tử cũng như về dao động và sóng điện từ.

Ví dụ 3: Hai tấm kim ioại đủ lớn đặt nằm ngang song song, cách nhau một khoảng d=4cm được nối vào hai cực của một nguồn điện không đổi có thế hiệu là 16.102V. (hình 4.2)

CẤ

a/ Tính cường độ điện trường (độ lớn và hướng) ở khoảng giữa hai tấm kim loại khi đóng khóa K.

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

BỒ

ƯỠ

Bài giải: ‘aj Khi đóng khóa K, hai tấm kim loại được tích điện cùng dấu với điện tích của mỗi cực: tấm trên tích điện dương, tấm dưới tích điện âm. Do khoảng cách giữa hai tấm kim loại là dủ gần và diện tích mỗi tấm kim loại là đủ lớn, nên điện trường ở giữa chúng coi như là đều, có hướng từ trên xuống dưới.

139 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

V _ 16.102 = 4.10 4 v/m (hay N/C) d =T ^

.Q UY

ĐẠ O

Vậy:

HƯ NG

Eq = -P

ẦN

Chú ý: Hình 4.2 là sơ đồ một thí nghiệm mà nhà vật lí Mĩ R. A. Millikan đã tiến hành vào những năm 1909 – 1911 để chứng minh rằng có tồn tại một điện tích nguyên tố, tức là điện tích nhỏ nhất không thể phân tách ra được nữa.

CẤ

Bằng cách thay đổi trọng lượng và điện tích của các giọt dầu chuyển động đều trong điện trường, Millikan xác định được diện tích q khác nhau, nhưng các điện tích q ấy luôn luôn là bội số của một lượng nhất định. Lượng nhất định đó chính là điện tích của electron.

Í-

HÓ

b. 8,204. 10″19c

g. 19,71. 10’19c

c. ll,5 0 .1 0 ’19c

h. 22,89.10~19c

d. 13,13.10’19c

i. 26,13.10~19c

ƯỠ

TO ÁN

-L

a. 6,563. 10’19c

BỒ

e. 16,48.10″19c

140

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

Ví dụ 4: Chùm electron của một ống tia catốt được gia tốc trong một khoảng chân không đặt dưới một hiệu điện thế cao bằng Vi – v 2 = 2000V. (hình 4.3)

-V .-V 2

2000V

Iv?

I b)

ĐẠ O

le —

ị E = 6.103 v /m

.Q UY

HƯ NG

Hình 4.3

aJ Coi như electron xuất phát từ điện cực bên trái với vận tốc bkn,dầu

ẦN

bằng 0 thì khi thoát qua một lỗ nhỏ ở trung tâm của điện cực bên phải rịó sẽ có vận tốc bằng bao nhiêu và véctơ cường dộ điện trường giữa hai điện cực có hướng như thế nào?

b/ Sau khi vừa ra khỏi khu .vực gia tốc, electron bay vào khoảng giữa hai tấm kim loại nằm ngang song song có cưởng độ điện trưồng tại đó là 6.1 o 3 v/m hướng từ dưới lên trên (hình 4.3b). Tính thế hiệu giữa hai tấm kim loại và độ lệch của chùm electron khi vừa ra khỏi hai tấm kim loại, nếu khoảng cách giữa chúng là 2 cm và chiều dài tấm kim loại là 4cm.

V ,- V 2 = ^ –

CẤ

Bài giải: a/ Theo định nghĩa của hiệu điện thế:

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

ta tính được công của lực điện trường thực hiện khi electron di chuyển từ điện cực bên trái tới lỗ hổng ở điện cực bên phải: A = (Vj – V2)e = 2000.1,6.1CT19 v .c

Công này được thực hiện để tăng động năng của electron (định m v2

lí động năng, lớp Mười) từ 0 đến — , trong đó m là khối lượng 2

BỒ

ƯỠ

electron và V là vận tấc của nó khi vừa ra khỏi lỗ của điện cực bên phải.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

141

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

TP ĐẠ O

2e(Vl – V 2) m

HƯ NG

V =

.Q UY

A = AWd

= 2,65.107m/s

V =

ẦN

Vectcf cường độ điện trường hướng ngược chiều gia tốc của electron: điện cực bên trái là catốt (cực âm), điện cực bên phải là anốt. Do chùm tia xuất phát từ catốt nên người ta gọi nó là chùm tia catốt, về sau mới biết đó là chùm electron.

CẤ

b/ Trong khoắng giữa hai tấm kim loại nằm ngang song song có điện trường đều E=6.103v/m hướng từdưới lên trên, hạt electron có vận tốc ban đầu v=2,65.107m/s vuông góc với E, sẽ chuyển động theo một đường parabol, tương tự như một vật ném ngang trong trường trọng lực. Electron tham gia hai chuyển động: chuyển động thẳng đều với vận tốc V, và chuyển động có gia tốc ã_Lv dưới tác

Í-

HÓ

dụầg lực điện trường F = – e Ẽ . Gọi t là thời gian electron đi hết chiều đài 1 của tấm kim loại với vận tốc V, đó cũng là thời gian nó

-L

a t2

TO ÁN

BỒ

ƯỠ

I = vt

với l = 4.10′ 2m;

2 v

= 2,65.107m/s

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Nhimg:

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

a = ís=- =- me

.Q UY

với e=l,6.10″ 19C; m = 9 ,ll.l(T 31kg h = eEỉ2 = 1.6.1Q-19.6.10 3.(4.1Q‐ 2)2 2mev 2 2.9,11.10_31.(2,65.107)2

Vậy:

ĐẠ O

HƯ NG

= l,19m m .

Thế hiệu giữa hai tấm kim loại:

V, – v2=Ed =6 .103.2 .10-2 = 120V

ẦN

Ví dụ 5: Trong một hệ thống đèn flash dùng cho máy ảnh, năng lượng được tồn trữ nhở một tụ điện có điện dung C=10nF để đạt tới hiệu điện thế

v=3.10zv.

a/ Tính năng lượng điện đã tồn trữ được.

b/ Quá trình tổn trữ năng lượng được thực hiện trong 30s qua việc sử dụng lặp đi lặp lại một mạch điện tử để liên tục chuyển điện tích từ pin sang tụ điện. Tính công suất nạp điện cho tụ.

HÓ

CẤ

c/ Khi tụ điện phóng điện làm lóe sáng bóng đèn flash thì thời gian giải phóng năng lượng của tụ chỉ là lO^s. Đèn flash đã được cung cấp một công suất bao nhiêu?

Í-

Bài giải: a/ Năng lượng điện đã tồn trữ được:

-L

u = -c v 2 = -10.10″6(3.102)2 = 45.1(T2J 2 2

TO ÁN

b/ Công suất nạp điện cho tụ:

p’ . A _ U . 4 M € i J . t

30s

pp =4t’ =^7 = -1 . 1 ~0 t’

r – =45.102w =4,5kW s

BỒ

ƯỠ

c/ Công suất phóng điện qua đèn flash:

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

Ta thấy công suất nạp rất nhỏ, chỉ cần sử dụng những cục pin khô là đủ; nhưng lại có thể thu được công suất phóng điện rất lớn trong một thời gian rất ngắn.

IV.2. Những bài toán về dòng điện không đổi.

ĐẠ O

.Q UY

Các bài toán định lượng về dòng điện không đổi chiếm một tỉ ỉệ tương đối lớn trong số những bài toán về điện học cả ở lớp Chín cũng như lớp Mười một. Ở bậc THPT các bài toán md rộng việc nghiên cứu đoạn mạch chứa chủ yếu các điện trở thuần sang nhiều loại mạch điện khác nhau.

HƯ NG

Đại lượng đặc trưng về mặt dẫn điện của mạch điện là điện trở R (hay đúng hơn là độ dẫn điện k – nghịch đảo của R: k = Ậ ). Với

ẦN

một số chất, đặc biệt là các kim loại thì cường độ dòng điện I trong vật dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện th ế u đặt vào hai dầu vật dẫn (định luật Ohm): I = -u E

Để tạo ra và duy trì dòng điện trong mạch kín cần có một suất điện động ị , thực hiện công di chuyển một đơn vị điện tích dương

A = A =P q It I

Í-

HÓ

CẤ

đi từ cực có điện th ế thấp đến cực có điện th ế cao ở bên trong nguồn điện:

-L

trong đó p là công suất của nguồn điện có suất điện động ị cung

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

cấp dòng điện I cho mạch điện.

Nếu trong mạch điện chỉ có điện trở thuần R, tức là điện trở mà định luật Ohm nghiệm đúng thì công suất tiêu thụ của mạch điện là P=UI=RI2.

Nếu trong mạch điện có cả các máy thu khác thì ngoài điện trở thuần ra người ta còn nói đến suất phản điện của máy thu ự , hiểu

144

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

như phần điện năng mà máy thu chuyển hóa thành dạng nâng lượng khác (không phải ỉà nhiệt) khỉ một đơn vị điện tích dương chuyển qua máy: e, = X = F I

.Q UY

Mạch điện bây giờ tiêu thụ công suất p = UI = RI2+I’

ĐẠ O

Nguồn điện (máy thu) và điện trở có thể mắc thành bộ, nối tiếp hoặc song song. Với trường hợp đơn giản có thể tính suất điện động 4 b của cả bộ các suất điện động mắc nối tiếp ị b=2 § i và rb=2 ri

và rb

* *

ẦN

song

HƯ NG

(các điện trở trong), hoặc n suất điện động giống nhau mắc sỗng

Với các điện trở thuần ở mạch ngoài còn có các công thức: và Rt = R 0( l + at) hay pt =p0( l + at)

R = p is

trong đó p là điện trở suất, Po ứng với 0°c và Pt ứng với nhiệt độ t, a là hệ số nhiệt của điện trở. Mạch điện trô thuần đơn giản là 1 VI 1 mach nối tiếp: R = SRi và mach song song K Kj

CẤ

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

-L

Í-

HÓ

Có những hệ thống mạch điện không thể qui về các mạch nối tiếp, song song hoặc thậm chí kết hợp giữa nốì tiếp – song song, ví

145

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

dụ như mạch điện trở (hình 4.4a) và mạch nguồn điện bất kì (hình 4.4b).

.Q UY

ĐẠ O

– Quy tắc về nút-. Tổng đại sô’ các cường độ dòng điện tại một nút của mạch điện bằng 0 :

HƯ NG

EI= 0 (tại bất kì nút nào)

ẦN

– Quy tắc về mạch kín: Tổng đại sô’ các hiệu điện th ế trên một vòng kín, gồm cả các vòng có suất điện động cũng như có điện trở, bằng 0 :

2V=0 (trên bất kì vòng kín nào)

Quy tắc thứ nhất dựa trên định luật bảo toàn điện tích. Còn quy tắc thứ hai dựa trên sự bảo toàn năng lượng.

Í-

HÓ

CẤ

TO ÁN

-L

Bầy giờ ta nêu lên những gợi ý trong chiến lược giải toán về mạch diện khống đổi.

1. Vẽ một giản đồ mạch điện đủ lớn để ghi được hết các kí hiệu của những đại lượng đã biết và chưa biết, kèm theo cả chiều đã giả định cho mỗi cường độ dòng và mỗi suất điện động.

ƯỠ

Trong trường hợp có thể thì vẽ lại giản đồ mạch điện cho đơn giản hơn theo các thủ thuật đã kể ở trên.

BỒ

2. Viết các phương trình cường độ dòng bằng quy tắc nút của Kirchhoff: u = 0 tại mỗi nút. Việc chọn chiều các dòng điện tại mỗi nút là tùy ý. Chiều đã giả định cho mỗi cường độ sẽ được chính xác

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

hóa sau khi giải xong toán: nếu là giá trị âm (-) thì có nghĩa là dòng điện thực hướng ngược lại.

.Q UY

3. Chọn chiều cho từng mạch kín để áp dụng qui tắc mạch của Kirchhoff. Đi theo chiều đã chọn trong mỗi mạch kín và cộng các độ thay đổi điện th ế mỗi khi gặp một ị hoặc một IR (cả điện trở

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

nội và điện trở ngoài). Một £, là dương (+) khi qua nó từ cực (-)

HƯ NG

ĐẠ O

sang cực (+) và là âm (-) khi đi qua từ cực (+) sang cực (-). Một IR là âm (-) khi đi theo chiều của chiều dòng điện đã chọn ở mục 1 , Và là dương (+) nếu di ngược lại. Viết IAV=0. Cho mỗi mạch kín.

ẦN

4. Nếu cần thì tiếp tục chọn một mạch kín khác để lập một biểu thức về tổng đại số các hiệu điện th ế khác cho đến khi có đủ sô’ phương trình tìm các ẩn số.

5. Nếu trong mạch điện có sử dụng nhiệt lượng tỏa ra do dòng điện để thực hiện những quá trình nhiệt học nào đó thì có thể còn phải áp dụng các phương trình nhiệt để tìm các đại lượng cần thiết.

HÓ

CẤ

TO ÁN

-L

Í-

– v w

BỒ

ƯỠ

Ta bắt đầu xét một sô” ví dụ để hiểu các thủ thuật biến đổi mạch điện từ phức tạp thành đơn giản hơn.

– v w R]= 3CÌ

R4 = I2n

R 3= 6n

Hình 4.5

147 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

Ví dụ 1: Tính điện trở tương đương của mạch điện cho ở hình 4.5, biết rằng không có dòng điện qua R5.

.Q UY

Bài giải: Một mạch điện dạng này có tên là mạch cầu và khi dòng điện qua Rs bằng 0 thì đó là mạch cầu câụ bằng.

Vì i 5 = 0 nên ta có thể chập hai điểm c và D (do Vc=Vd) (hình 4.6a) hoặc có thể bỏ R5 để biến mạch điện thành (hình 4.6b)

ĐẠ O

Chập c và D thì (Rj//R3) nối tiếp (R2//R4)

HƯ NG

Bỏ R5 thì (Ri nối tiếp R2)//(R3 nối tiếp R4)

ẦN

Cả hai cách tính đều cho:

CẤ

R td _ ^ 1 – ^ 3 R j + R3

HÓ

Chủ ý: Điều kiện để có mạch cầu cân bằng là:

Í-

ƯỠ

r 3 = 2Q

BỒ

J”

Ví dụ 2: Tính điện trò

‘R5= 10 – AAA r~

r 2 = 2Ĩ1

TO ÁN

-L

tương đương của mạch điện cho ỏ hình 4.7.

Bài giải: Mạch cầu này không cân bằng, nên không thể dùng thủ thuật chập hay bỏ đoạn mạch.

Hình 4.7

148

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

Phải dùng thủ thuật khác: thay mạch sao bằng mạch tam giác hay thay mạch tam giác bằng mạch sao.

R i + R 2 + Ră

Rl2 –

.Q UY

Ta sẽ công nhận (mặc dù việc chứng minh này không quá phức tạp) hai công thức tính điện trở khi thay loại mạch nói trên (hình 4.8a và b).

R 23

–

R2 R 3 Ri + R 2 + R3 R 1 R3 t Rj + R 2 +Rạ

HƯ NG

;

ĐẠ O

ỵ

RÚ

ĩ ^23 ~ ^ 2 + ^ 3 +

^ 1 3

R,R 2 3 TỊ bíị

VA/-

z –

ẦN

R1 2 = R1 + R2 + ® 1

Trong bài toán mạch cầu này ba điện trở Ri, R3, Rs hợp thành một mạch tam giác. Ta đổi nó thành mạch sao (hình 4 .9 ) và có được một mạch điện đơn giản hơn mạch cầu không cân bằng.

Í-

Rj + Rg + R 5

-L

R 13

HÓ

CẤ

Hình 4.8

TO ÁN

R 13 –Q

R 1R5 + Rg + R 5

R j 5 – ‐7 Q

BỒ

ƯỠ

R 15 –

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

149

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

RoR 3XV5 *^35 – Rt + R 3 + R5 1

.Q UY

R 35 – 2 ^

HƯ NG

ĐẠ O

9 7 Hai điện trở -Q và -fì mắc song song, cho điện trở tương

ẦN

đương là:

9 7 4+2

9 7

HÓ

CẤ

-L

Í-

fcách giải thứ hai: Thay mạch sao R 1R2 R5 bằng mạch tam giác ta sẽ có một mạch khác như ở hình 4.10.

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

Mạch điện đã biến đổi gồm: // 2r // nt (r // r)] // ( 2 r)

152

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Ằ6

// (2r)

NH ƠN

Hay:

Vậy điện trở tương đương là:

.Q UY

R ” = -6 Ẽ+ 4I = 0’8Q

ĐẠ O

Ví dụ 4: Có 12 điện trỗ giống nhau được mắc thành một hình hộp lập phương (hình 4.13). Tính điện trỏ của toàn mạch.

ẦN

HƯ NG

Bài giải: Mạch điện có hai mặt phẳng đối xứng: ACHE và BDKG. Do đó cố thể rút ra sự đối xứng của các cường độ dòng (hình 4.13a) và có thể vẽ lại mạch điện như hình 4.13b hoặc bình 4.13c.

Hình 4.13

thì

Dòng điện i2=0 bởi vì tại nút A hoặc nứt H tổng đại số các cường độ phải bằng 0 (quy tắc Kirchhoff về nút): ii-ii+i2=0 và i 4-i4+Ì2=0 phải có i 2=0. Ta có thể bỏ điện trô AE và CH.

Mạch điện vẽ lại ở hình 4.13b cố sơ đồ sau: ‘

CẤ

‘

i 3 nt (i 4 nt i4) // (i 4 nt i4) nt i 3

HÓ

TO ÁN

-L

Í-

3r Điện trd tương đương của toàn mach bây giờ là – = Rtđ 4 Cách giải khác: Do VA=VC, VE=VH, có thể chập các điểm đó lại và có sơ đồ như ở hình 4.13c. Mạch điện bây giờ là:

Điện trd tương đương toàn mạch vẫn là Rtđ = –

BỒ

ƯỠ

{i3 nt

153

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

B 00

ẦN

HƯ NG

ĐẠ O

.Q UY

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

E /

-L

Í-

HÓ

CẤ

ft dụ 5: Cho một mạch điện như trên hình 4.14, trong đó có: ị 1 =2 ,1V,

ị 2=6 ,3V, r2=0,

TO ÁN

rn=0,

R1=1,70, R2=3,5Q. –

BỒ

ƯỠ

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

~r ^ 2

a/ Tim cường độ dòng điện trong mỗi nhánh của mạch.

b/ Tim hiệu điện thế v ab. Bài giải: sJ Thủ thuật tốt nhất dùng được ở đây là các quy tắc Kirchhoff.

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Chiều các dòng điện trên các nhánh chọn một cách tùy ý. Tại nút a: Ỉ3 = Ì 1+ Ì 2

.Q UY

(1 )

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

‐ ixRi -ị 1 -iiR i + Ị, 2 + Ì2R2 = 0 hay

2 1 ^! –

Ì 2R

2 = ị 2‐

ị 1

(2 )

ĐẠ O

Bây giờ ta xuất phát từ điểm a, đi qua mạch kín bên trái ngược chiều kim đồng hồ và dùng quy tắc Kirchhoff về mạch kín, ta có:

+ Ì2R2 = 0

Ì2R2 + 2i3Ri = 0

(3)

hay

ị2

ẦN

+Ì3R1 – £ 2 + Ì3R1 +

HƯ NG

Nếu đi theo mạch kín bên phải theo chiều kim đồng hồ từ điểm a, ta được:

Giải hệ phương trình đó, ta tìm được:

Ta được một hệ ba phương trình độc lập có 3 ẩn ii, Ỉ2, 13.

= (4,2 -^ M g R i^ R ạ) = 0 82A 4R 1 (R 1 + R 2)

CẤ

2 ( R j + R 2)

Í-

HÓ

(ị2-ị,).R 2 = 0,42A + R2)

TO ÁN

-L

Va -Ì2R2 ~ S 2 = Vb v a – v b = ạ a + i2R2

= 6,3 V + (-0,4A).(3,5Q) = 4.4,9 V.

BỒ

ƯỠ

Hay

Ví dụ 8: Cho mạch điện ỏ’ hình 4.15. Nếu v ab = sv, tính:

1 Z.Z Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

a/ Cường độ dòng điện qua mỗi điện trỏ.

NH ƠN

b/ Điện trỏ tương đương của toàn

mạch.

.Q UY

Bài giải:

a/ Vẽ mạch điện và chọn tùy ý các chiều dòng điện như ở hình 4.15.

Hình 4.15

ĐẠ O

u ab’ = 6v

ij = i 2 + i 5

( 1)

i4 = i3 + i5

HƯ NG

Quy tắc Kirchhoff về nút cho: (2 )

Quy tắc Kirchhoff về mạch kín cho: – Ì 3 R 3 + i5 R 5 + i 1 R 1 = 0

ẦN

2i 3 = Ỉ! +i 5 Thay số ta có: 2i 2 – 3i 4 + i 5 6 = 1 !+ 2i 2

i 2 R 2 – Ì5 R5 – Ì4 R4 = 0

(3) (4) (5)

Hệ 5 phương trình độc lập với 5 ẩn số ii, i2, 13, Ì4, 15 đủ để giải và tìm ra các đáp số cần thiết. Từ đây để đáp số’hoàn toàn là phép tính đại số, chỉ khi phân tích dấu của các dòng điện mới là vật lí học.

HÓ

CẤ

Ta hãy biểu diễn tất cả các dòng theo cùng một ẩn số, ví dụ theo i2. Từ (5) ta có: i, = 6 – 2 i 2

(6 )

i5 = 6 – 3 i 2

(7)

TO ÁN

-L

Í-

Thế ix vào (1), ta có:

is = ” – § * !

(?)

Thế i 5 vào (4) ta có:

BỒ

ƯỠ

Thế ix và i 5 vào (3), ta có:

156

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

(9)

NH ƠN

Thế Ỉ4, i3, i5 yào (2), ta có:

.Q UY

ĐẠ O

;i 2 -=M – aA 2 43

5 5 -i 2 + -i 2 + 3i 2 = 6 + 6 + 2 3 2

Hay :

HƯ NG

Thế i 2 vào các phương trình (6 ), (8 ), (9) và (7), ta được: ^ A M a ii=- – A ; i3; =- – A ; 14; =_ -54AA; 1 43 3 434 43

;

6 A i5_= – A 5 43

ẦN

(

Tất cả các đáp số đều cố giá trị dương: chỉều chọn ỉà đúng!

b/ Cường độ dòng điện ỉ ở mạch có hiệu điện th ế là: * = *_-A = 1 , _+ i, 1 3 43

138 A

T I

“

Điện trở tương đương của mạch cầu là:

CẤ

“

v ^ ,^ 4 3 ,1 3 n I 138 23

Í-

HÓ

Ta lại tìm được đúng giá trị Rtd đã đạt được ở bài toán trong ví dụ 2 , nhờ vận dụng thủ thuật thay mạch sao bằng mạch tam giác hoặc ngược lại. Dĩ nhiên, phép giải đúng là như thế!

TO ÁN

-L

Nhân xét: Thủ thuật “hai quy tắc Kirchhoff” hoàn toàn đủ để giải các bài toán về mạch điện. Tác giả David Halliday của bộ sách “Cơ sở vật lí” đã gọi nó là “thủ thuật vạn nâng”. Bạn nên tập vận dụng nó để giảm bớt sự ghi nhớ quá nhiều thủ thuật tính mạch điện.

ƯỠ

Cách giải th ứ hai:

BỒ

Để có thể so sánh, chúng tôi giới thiệu thêm một thủ thuật tính mạch điện phức tạp. 157

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

Cho tùy ý một điện th ế bằng 0 sao cho có thể dễ dàng suy ra điện th ế ở một số’ nút khác. Sau đó áp dụng định luật Ohm cho các đoạn mạch để lập đủ số phương trình cần thiết.

Quy tắc về nút cho i. = i 2 + 1 5

(1)

HƯ NG

i 4 – i3 + i 5

ĐẠ O

.Q UY

Vởi bài toán mạch cầu à đây, chọn Vb = 0. Suy ra v a = 6 V. Chỉ cần tìm các điện th ế v c và Vd là có thể tính ra các hiệu điện thế, do đó tính được các cường độ dòng.

V -V = ^ – ^ = 6 -V c Vọ

1 – V. – Vb 2 r2

“1

ẦN

Định luật Ohm cho các đoạn mạch lần lượt dẫn đến:

v* 3

j l -v R5 c

HÓ

; ? ị

CẤ

i Ạ . 4 r4

V d

-L

Í-

Thế 5 phương trình (2) vào (1) ta được một hệ 2 phương trình: 5Vc – 2 V d =12

TO ÁN

UVd – 6 Vc =18

ƯỠ

Giải ra, ta tìm đươc V = V và v d = V . Thế các giá tri c 43 d 43 6 này vào cácphương trình (2 ) ta được:

BỒ

;M _” ~TZ 90

3 43

4 43

5′ 43

AA –

1 CO

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

.Q UY

Ví dụ 7: Cá chình điện Nam Mĩ (Electrophorus) phát ra dòng điện bằng các pin sinh học gọi là bản điện, sắp xếp thành 140 dãy, mỗi dãy chứa 5000 bản điện, trải dài theo thân cá (xem sơ đồ cho ở hình 4.16). Mỗi bản điện có suất điện động 0,15V và điện trở nội r = 0,250.

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

ẦN

HƯ NG

ĐẠ O

a/ Tính cường độ dòng điện mà cá có thể gửi qua nước từ phần đầu đến đuôi của nó, nếu coi điện trở của nước là Rn=800Q.

Hình 4.16. S a đổ các bản điện ghép thành bộ trong cá chình điện

b/ Tính cường độ dòng điện đi qua mỗi dãy bản điện trong thản cá.

=5000.0,15V=750V

Í-

ị

HÓ

CẤ

Bài giãi: a/ Các bản điện (pin sinh học) trong thân cá chình điện được ghép thành bộ gồm 140 dãy, mỗi dãy chứa 5000 pin. Bộ pin này có suất điện động ị bằng suất điện động của một dãy:

140

của điện trở nội một dãy

TO ÁN

-L

và có điện trở nội bằng 5000.0,250

^nọi

140

ị

ƯỠ

Dòng điện ồ mạch ngoài gửi qua nước có điện trở 800ÍĨ là: _

750V

800 + 8,93Q

= 0,93A

BỒ

b/ Các dãy giống nhau nên cường độ dòng I = 0,93A được chia đều cho 140 dãy:

1 RQ

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

i^ -S g -w .H T ‘A

.Q UY

Dòng điện qua mỗi dãy là rất nhỏ nên không gây hại cho cá. Ví dụ 8: Cho mạch điện như ở hình 4.17 vởi 4 =12V, r=1£2, R1=R3=2£2,

ị =Í2 v c

R3 = 2n

Bài giải:

R2 = 70

HƯ NG

R, = 2 0

b/ Khi khoá K đóng

ĐẠ O

r = lfi

aì Khi khóa K mở: Áp dụng quy tắc Kirchhoff cho mạch kính acbra:

ẦN

-iR j – iR 2 – iR 3 – ir + ị = 0

HC , =Ị3 n- Í HC2 =H F 6 F h

Do đó: A i= = 1A Rj + R ị + R 3 + r

Hình 4.17

Quy tắc Kirchhoff cho mạch kín adbra:

CẤ

Do hai tụ điện Ci và

4= 0

c2mắc nối tiếp nên qi=q2=q, và ta có:

HÓ

– q f_L ^ + _L l + s = 0 V^l 2/

Í-L TO ÁN

Hay: q =

Cj c,, 2

12 1

= 18.10″6C

A‐6^ + 6.10′ -6 3.10’°

ƯỠ

b/ Khi khóa K đóng.

Vẽ lại mạch điện như ở hình 4.18. Quy tắc Kirchhoff cho mạch kín acbra vẫn cho:

ID BỒ

Hai điểm c và d có cùng điện thế, có thể chập làm một.

160

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

-iR j – iR 2 – ÍR3 – ir + ị – 0 i= lA

NH ƠN

Do đổ:

. iR 1 +

= 0 , do đó qx = CiiRi = chúng tôi ^ c.

ĐẠ O

– iR 2 +

Cho mạch kín đR2bC2d:

= 0 , do đó q2 = C2ÌR2 = 42.10’6C

HÓ

CẤ

ẦN

HƯ NG

Chú ý: Dòng điện không đổi không đi qua tụ điện, nhưng khi có hiệu điện th ế v ab đặt vào hai bản một tụ đỉện thì đã tích điện vào hai bản đố và tạo ra một độ giảm điện th ế trên mạch Vab = ^ , với q là u điện tích trên bản và c ỉà điện dung của tụ điện.

.Q UY

Cho mạch kín aRicCxa:

TO ÁN

-L

Í-

Ta cũng có thể nói, khi khóa K mồ thì hai tụ điện Ci và c 2 mắc nối tiếp nhau và chúng cùng mắc song song với R 1 +R2, còn khi khóa K đóng thì Ci mắc song song với Ri và C2 mắc song song với B*.

Ví dụ 9: Dùng một bếp điện 800W-220V để đun sôi nước có nhiệt độ ban dẩu 2 0°c và nhiệt dung riêng lả c=4190 J/kg.độ.

ƯỠ

a/ Tìm thời gian để dun sôi 1 / nước, nếu hiệu suất của bếp điện là 80%.

BỒ

b/ Nếu dùng bếp điện này ỡ hiệu diện thế 110V thì thời gian dun sôi 1 / nước là bao nhiêu?

161 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

.Q UY

NH ƠN

c/ Nếu người dùng bếp điện sơ ỷ để cho nước tiếp tục hóa hơi đến hết thi ở hiệu điện thế 11 ov sau bao lâu nước s ẽ cạn? Cho nhiệỉ hóa hơi của nước L = 2256.103J/kg.

V2 Pdro

= 60,5Q

HƯ NG

R =

ĐẠ O

Bài giải: a/ Con sô’ 800W -220V là các giá trị định mức của dụng cụ điện: Pdm = 800W, Vđm = 2 2 0 V, do đó điện trỗ của bếp điện là:

Dùng dụng cụ điện đúng điện áp định mức thi tính nhiệt lượng do bếp điện tỏa ra :

ẦN

Qj = p.t = 800t (j )

Do bếp có hiệu suất H=0 ,8 nên chỉ có Q hữu ích để đun nước

Q = chúng tôi = 0,8.800t = 640t (J)

Nhiệt ỉượng Q này dùng để đưa 11 nước (m =lkg) từ 20°c lên 100°c (At0 = 80):

Q = cmAt°= 4190.1.80

CẤ

Vậy thời gian đun nước đến sôi:

640t=4190.80

HÓ

_ 4190.80 0 .. t = – – – ” 524s = 8 phút 44 s 640 v

Í-

ítay

Q ,Ị^ f= iỉ? ỉf 1 R 60,5

TO ÁN

-L

BỒ

ƯỠ

Nhiệt lượng hữu ích để đun nước: Q = chúng tôi = ^ 8- 11-02^ 1 60,5

Thời gian đun nước:

1 ryc%

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

.Q UY

Cách tính khác: Có thể sử dụng tính chất tỉ lệ giữa công suất

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

ĐẠ O

Qhh = L.m = 1.2256.103 (J)

ẦN

d Bây giờ nhiệt lượng cung cấp cho m =lkg nước còn có cả nhiệt lượng hóa hơi

Ta có:

‘ I I ‘ II”

HƯ NG

T’ = 4t = 524S.4 = 2096s.

m i”

u2 và th ế hiệu khi diện trở của mạch không đổi p = –. Do thế hiệu R giảm đi một nửa nên công suất giảm đi Va và nhiệt lượng do bếp điện tỏa ra cũng phải giảm đi lÁ , do đố thời gian cần để đun nước đến sôi phải tăng lên 4 lần:

b/ Tìm thể tích của chất thu được ở anốt dưới áp suất 70 cmHg và nhiệt độ 27 c.

-L

Ị

HÓ

a/ Tim khối lượng của chất thu được ở catốt.

Í-

CẤ

Ví dụ 10: Đem hòa tan 40g NaOH vào trong 1 lít nước rồi cho dòng ‘ điện không đổi 2A chạy qua trong 965s.

TO ÁN

Tìm lượng nước mất đi và lượng NaOH còn lại.

Bài giải: a/ Cơ chế điện phân dung dịch NaOH:

Na+

BỒ

ƯỠ

NaOH

Khi có dòng điện qua:

Ifi3 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

.Q UY

Kết quả là ở catốt thu được khí hidro, ỗ anốt thu được oxỉ. Theo định luật Faraday về điện phân, ta có: m” ~ * 965Õ Õ Ĩ-2 -966 = 0’0 2 g

m- – 9 6 Ỉ Õ Õ ‘ f ‘ 2-965’= 0 ‘1 6 8

ĐẠ O

HƯ NG

Áp dụng định luật Avogadro ta tính được thể tích khí oxi ồ điều kiện tiêu chuẩn: 22^^ 16 32

ẦN

, ta có:

Dùng phương trình trạng thái:

76.0,112 _ 70.V; 273 300 Vj = 0,134 l oxi.

m h id ro

+ moxi = 0,18g

HÓ

CẤ

c/ Trong quá trình điện phân dung dịch NaOH, chỉ có nước bị phân tích thành hidro và oxi, còn. NaOH vẫn giữ nguyên. Vậy lượng nước bị mất đi là:

rv.3. Những bài toán về từ trường và cảm ứng điện từ

TO ÁN

-L

Í-

Phần “Từ trường và Cảm ứng điện từ” là sự triển khai quan điểm về “Trường” sang lĩnh vực từ học và đặt nền tảng cho việc thống nhất hai lĩnh vực tưởng chừng độc lập là Điện học và Từ học thành một lĩnh vực chung là Điện từ học. Điện tích đứng yên tạo

ra điện trường có cường độ điện trường E xác định bởi lực điện Fd

tác dụng lên một điện tích thử dương q : Ẽ = – .

ƯỠ

BỒ

Một cách tương tự, đúng ra một từ tích (từ khối) tạo ra một từ 164

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

trường có cường độ xác định bỏi lực từ Ft tác dụng lên một từ tích

NH ƠN

thử. Tuy nhiên, do không cố từ tích riêng biệt* và cũng do nguyên nhân lịch sử, sự tương tự trong từ trường là: điện tích chuyển động

.Q UY

; tạo ra từ trường có cường độ là cảm ứng từ B . Nếu ta đặt một điện tích thử q chuyển động vào trong từ trường nó sẽ bị lực từ tác đụng. Có thể thay diện tích thử q chuyển động với vận tốc V bằng một dây dẫn dài ỉ vuông góc với từ trường có cường độ dòng I vào

ĐẠ O

từ trường có véctơ cảm ứng từ B thì B = – .

HƯ NG

Trong trường hợp dây dẫn có dòng điện không vuông góc với*từ P

–

‘ trường thì B = –í- , trong đó a là góc giữa B và/ . II sin a

ẦN

Những điều nói trên sẽ trỏ thành đơn giản nếu sử dụng ngôn

: ngữ toán học. Lực điện F d, cường độ điện trường E , lực từ Ft và

cảm ứng từ B đều ỉà các đại ỉượng vectơ, nhưng lực điện là tích của đại lượng vô hướng q với đại lượng véctơ E : Fd = qẺ , còn lực

từ là tích của đại lượng véctơ qv = 11 với dại lượng véctơ B (gọi là X B .

CẤ

‘ tích véctơ): Ft = qv X B = i ĩ

Lực điện Fđ cùng hướng với cường độ điện trường E , nhung lực từ

HÓ

Ft lại có phương vuông góc với mặt phẳng ( V, B ) và có chiều trùng với

Í-

chiều tiến của cái đinh ốc hoặc cái vặn nút chai khi xoay từ V đến B .

-L

Độ lớn của Fd = qE, còn độ lớn của lực từ Ft = qvBsin( V , B ) =

TO ÁN

=rlffisin( ỉ ,Ẽ ) và nếu V±B hay Z1 B thì ta có Ft= qvB = IZB.

Điện tích chuyển động làm điện trường do nó tạo ra biến đổi (nhớ lại rằng lực điện do một điện tích gây ra trên một điện tích

BỒ

ƯỠ

diện đồng thời hai cực N và s trong nam châm.

165

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

NH ƠN

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

thử q’ đặt tại một điểm cách nó r là Fd = k ^ § -, do đó khi q chuyển

ẦN

HƯ NG

ĐẠ O

.Q UY

động thì khoảng cách r của nó tổi điềm đặt q’ luôn biến đổi). Nói cách khác điện trường biến đổi tạo ra từ trường và tương tự, từ trường biến đổi cũng tạo ra điện trường: đó cũng chính là hiện tượng cảm ứtxg diện từ do M. Faraday khám phá ra năm 1831. Đúng ra, tư tưỏtag “tương tự” dẫn M. Faraday đến việc chứng minh sự tồn tại của dòng điện cảm ứng chỉ là: “dòng điện tạo ra từ trường thì bằng cách thay đổi từ trường có thể tạo ra dòng điện”. Chính J. c. Maxwell mới là người khai thác triệt để tư tưởng tương tự trên và đưa ra khái niệm “dòng điện dịch”, mở rộng khái niệm “dòng điện”, cả hai dòng điện này đều tạo ra từ trường, và điện trường biến đổi tạo ra từ trường tương tự như từ trường biến dổi tạo ra điện trường. Và như vậy là Maxwell đã thống nhất điện trường và từ trường thành điện từ trường.

-L

Í-

HÓ

CẤ

Cả điện trường và từ trường đều có thể mô tả một cách trực quan bằng khái niệm đường sức, và sô’ đường sức đi qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với chúng được quy ước bằng độ lớn của trường (cường độ điện trường và cảm ứng từ). Với quy ước này và với khái niệm thông lượng của điện trường cũng như thông lượng của cảm ứng từ (từ thông) thì tri số tuyệt đối của thông lượng của điệịi trường và của cảm ứng từ – từ thông ộ – qua diện tích s vuqhg góc với các đường sức bằng chính số đường sức qua diện tích đó.

BỒ

ƯỠ

TO ÁN

Sự tương tự và mối liên hệ giữa từ và điện hoàn toàn không có nghĩa là chúng không có gì khác biệt. Lực điện và lực từ tuy cùng là những đại lượng gắn bó với trường của chúng, nhưng lực diện luôn tiếp xúc với đường sức điện trường, còn lực từ (lực Lorentz, lực Ampère) lại vuông góc với đường sức cảm ứng từ. Quan trọng hơn nữa, lực tĩnh điện là lực thế: công trong điện trường chỉ phụ thuộc vị trí đầu và cuối của sự chuyển dời điện tích, nhưng lực từ không phải là iực thế: công trong từ trường còn phụ thuộc cả con đường thực hiện công. Do đó khái niệm th ế chỉ có nghĩa với điện trường mà thôi.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQUYNHON

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Điện tích đútog yên

Cường độ diện

Ì = qẼ

trường E

(véctơ cùng hướng)

Thê’

T h ỗ n g lượng

Khỉ b iến dối

Điện thè’

o – E S co s(Ẽ ,iÌ)

Tạo ra từ trưởng của dòng điện (dẫn và dịch).

-U a

ĐẠ O

_ A –

Dòng diện (điện tích chuyển động)

Càni ứng

F = qv

từ B

= lĩ

HƯ NG

* Từ trưởng

Không có: Công phụ thuộc vào

Từ thông

--- Bài cũ hơn ---

Bể Cá Thủy Sinh Chạm Hoa Văn Đẹp Cao Cấp Đặt Phòng Khách Khách Sạn
Aqua Max 3 Dành Cho Bể Cá Thủy Sinh
Aqua Max 1 Dành Cho Bể Cá Thủy Sinh
Bể Cá Mini Vuông Of Curvo Tank 12 Liter
Chọn Bể Cá Mini Cho Văn Phòng

Bạn đang xem bài viết Giải Toán Vật Lí Thpt Một Số Phương Pháp trên website Fcbarcelonavn.com. Hy vọng những thông tin mà chúng tôi đã chia sẻ là hữu ích với bạn. Nếu nội dung hay, ý nghĩa bạn hãy chia sẻ với bạn bè của mình và luôn theo dõi, ủng hộ chúng tôi để cập nhật những thông tin mới nhất. Chúc bạn một ngày tốt lành!

Cá Chuột Nhỏ (Corydoras Pygmaeus) Corydoras pygmaeus, Lùn Corydoras, Pygmy Cory – không phải ba loài cá khác nhau, mà là những biến thể của loài cá chuột nhỏ. Ngoài ra chúng cũng được đặt tên là Corydoras pygmaeus, Corydoras hastatus và Corydoras habrosus mà chúng ta sẽ nói về trong bài viết này. Nếu bạn đã có cá chuột nhỏ hoặc bạn vẫn đang có kế hoạch để có thêm một vài con trong số chúng và bạn muốn nhận được thông tin thêm về những con cá này thì bạn đang ở đúng nơi rồi đấy. Tất cả ba loài này có thể được phân...

Cách Nuôi Cá Cảnh Theo Phong Thủy Hợp Lý Nhất Cho Người Chơi Cá Ý nghĩa của bể cá cảnh trong phong thủy Bể cá cảnh có nước là yếu tố thủy trong phong thủy học, có tác dụng điều hòa âm dương, tăng cường sinh khí và có thể thúc đẩy khí cát hoặc khí hung nên cách bài trí bể cá vô cùng quan trọng. Nếu bài trí phù hợp với phong thủy thì tài lộc chảy đến, phát tài chẳng mấy chốc, còn ngược lại thì tài vận sẽ liên tục bị tán tài, suy giảm. Theo kinh nghiệm dân gian thì người có bát trạch thiếu thủy, hợp thuỷ thì nên nuôi...

Cà Ri Cá Anh Vũ Sơ chế cá anh vũ trước khi nấu với cà ri : – Cần khoảng 2 con cá anh vũ tươi (khoảng 1kg) – Cá anh vũ phải được làm sạch mang, đánh vảy, và tạch phía dưới phần bung của cá để làm sạch bên trong. – Thịt cá được cắt lát, và lưu ý là lúc nào cũng phải giữ lại phần đầu của cá anh vũ ( phần sụn cá anh vũ đặc trưng rất ngon). Thịt được ướp với một ít muối cho ngấm vị. Nguyên liệu cần có để nấu cà ri cá anh vũ : – Khoai tây :...

Dự Án Nhà Máy Xay Nghiền Bột Cá I.1. Giới thiệu về chủ đầu tư Chủ đầu tư : Công ty TNHH … Mã số thuế :2800804229 Ngày đăng ký lần đầu : 28/08/2012 Ngày thay đổi lần 4 : 31/10/2012 Nơi cấp : Đại diện pháp luật ...

Vĩnh Long: Cá Tra Tuột Giá, Người Nuôi Gặp Khó – Tạp Chí Thủy Sản Việt Nam Người nuôi cá tra lời thấp Theo Sở NN&PTNT tỉnh Vĩnh Long, toàn tỉnh hiện có 213 cơ sở nuôi cá tra thâm canh trên 334 ha đang thả nuôi (trong tổng số hơn 454 ha), tăng 12%; ước sản lượng trên 63.755 tấn, tăng 4.442 tấn so cùng kỳ năm 2022. 9 tháng đầu năm, giá thu mua cá tra nguyên liệu trung bình dao động 22.000 – 29.500 đồng/kg, giảm từ 3.000 – 4.000 đồng/kg so cùng kỳ năm ngoái. Theo khảo sát và phân tích của Sở Tài chính, giá thành sản xuất cá tra nguyên liệu bình quân đợt I/2019 là 20.298 đồng/kg,...

【7/2021】Mua Cá Leo Ở Đâu? Giá Bán Cá Leo Giao Hàng Toàn Quốc【Xem 161,370】 Bạn đang muốn có một món ăn ngon từ Cá Leo nhưng không biết mua nguyên liệu Cá Leo ở đâu là chất lượng? Bạn đang rất bận và không thể đi ra ngoài mua hàng, muốn được đặt hàng nhanh chóng và giao hàng tận nơi? Hãy đến với chúng tôi, Công ty Thủy Hải Sản Ông Giàu chuyên cung cấp các loại thủy hải sản tươi sống ăn là ghiền – đảm bảo chất lượng. Giá bán Cá Leo Cá Leo Trắng size 2-5kg/con: 450.ooo/kg Cá Leo ngợp size 2-5kg/con: 350.000/kg Mua Cá Leo ở đâu? Hãy liên hệ với http://cungcaphaisantuoisong.com/ để có giá tốt nhất ! SĐT: 0913433587 ( Mr....

“chợ Đặc Sản” Trên Quốc Lộ 20 Huyện Định Quán: Khu vực cầu La Ngà (xã Phú Ngọc và La Ngà, H.Định Quán) lâu nay trở thành điểm dừng chân của nhiều khách đi đường trong và ngoài tỉnh mỗi khi có dịp đi qua, bởi sự hấp dẫn của những gian hàng bán các loại cá khô, cá tươi ngay cạnh sông La Ngà. Người đi đường chọn mua cá khô tại khu vực cầu La Ngà Các loại cá bày bán tại khu “chợ đặc sản” này được nuôi ngay trên sông La Ngà, khu vực tập trung hàng trăm hộ nuôi cá bè, cũng có khi là...

Top 8 Cửa Hàng Bán Cá Cảnh Giá Rẻ Đẹp Dễ Nuôi Ở Hà Nội Hiện nay nuôi cá cảnh là một trong những sở thích phổ biến của người tiêu dùng. Nuôi cá cảnh không chỉ đem lại một màu sắc mới, trang trí nhà cửa, làm đẹp cho không gian sống mà theo phong thủy, nuôi cá cảnh còn mang lại nhiều may mắn tài lộc thịnh vượng cho gia chủ. Vì vậy top những cửa hàng bán cá cảnh giá rẻ đẹp dễ nuôi ở Hà Nội sẽ là vấn đề được quan tâm nhất. Top 8 cửa hàng bán cá cảnh rẻ đẹp 1. Cá cảnh Phúc Long Cá cảnh Phúc Long được...

Cách Nấu Canh Chua Cá Lóc Thơm Ngon Đúng Vị Miền Tây Nam Bộ Bạn có biết đại kỵ của món canh chua cá lóc này chính không là nên cho bột ngọt (mì chính / bột nêm)? Cá lóc nấu với thơm (dứa), cà chua, me ngào, ngò gai,… làm nên hương vị canh cá chua chua thanh thanh đặc trưng của miền Tây, không thể lẫn vào đâu… Món canh chua thường rất dễ ăn và đưa cơm, nhất là trong những ngày hè thời tiết nóng bức. Canh chua cũng là cách đổi món khá thích hợp cho bữa cơm gia đình sau nhiều ngày ăn nhiều các loại thịt, đồ nướng,…...

Địa Chỉ Bán Cá Koi Đẹp, Giá Rẻ Tại Quận Hai Bà Trưng Last Updated on 11/08 by Askoi Nếu khách hàng đang tìm kiếm địa chỉ bán cá koi Nhật, koi Việt đẹp, rẻ quận Hai Bà Trưng, hãy tin tưởng chọn Askoi. Tại đây sở hữu những điều kiện để mang đến cho khách hàng những dịch vụ tốt nhất, cá koi đẹp với giá bán rẻ hơn thị trường. Nội dung chính có trong bài: Askoi cung cấp đa dạng các loại cá koi Màu sắc là điểm thu hút mọi người đến với thú chơi cá koi. Mỗi người sẽ có sở thích khác nhau. Đến Askoi, khách hàng sẽ được thoải mái...