Sách Vật lý/Lực

Lực đại diện cho một đại lượng vật lý tương tác với vật để thực hiện một việc . Thí dụ như Sức dùng để đóng mở cửa . Lực có ký hiệu F đo bằng đơn vị Niu tơn N được tính bằng công thức toán

$F=ma=m{\frac {d}{dt}}v(t)=m{\frac {d^{2}}{dt^{2}}}s(t)$

Các dạng lực cơ bản

Động lực

Một khối lượng di chuyển dưới tác động của một động lực tính bằng

$F=ma=m{\frac {v}{t}}={\frac {p}{t}}$

Trọng lực

Một khối lượng rơi xuống đất do có tác động của một trọng lực tính bằng

$F=ma=mg=m{\frac {MG}{h^{2}}}$

Phản lực

Trong hệ thống cân bàng, tổng lực tác động trên vật phải bằng không

$F+(-F)=0$

Phản lực tính bằng -F

Áp lực

Mọi lực tương tác trên diện tích bề mặt của vật được tính bằng

$F={\frac {F_{N}}{A}}$

Lực ma sát

$F=\mu F_{N}$

Lực đàn hồi

Lực đàn hồi là lực sinh ra khi vật đàn hồi bị biến dạng. Chẳng hạn, lực gây ra bởi một lò xo khi nó bị nén lại hoặc kéo giãn ra. Lực đàn hồi có xu hướng chống lại nguyên nhân sinh ra nó. Tức là nó có xu hướng đưa vật trở lại trạng thái ban đầu khi chưa bị biến dạng. Độ lớn của lực đàn hồi, khi biến dạng trong giới hạn đàn hồi, có thể được xác định gần đúng theo định luật Hooke:

V'i

x là độ biến dạng và

k là hệ số đàn hồi (hay độ cứng) của vật.

Định luật này chính xác với những vật dụng như lò xo. Với những vật thể như miếng cao su hay chất dẻo thì sự phụ thuộc giữa lực đàn hồi vào biến dạng có thể phức tạp hơn.

$F=-kx$

$F=-ky$

$F=-l\theta$

Lực ly tâm

$F=m{\frac {v^{2}}{r}}$

Lực hướng tâm

$F=mvr$

Lực Ampere

F --> O -E-> O

Theo Ampere, lực điện làm cho Điện tích đứng yên di chuyển tạo ra một Điện trường E được gọi là Lực động điện và tính bằng công thức sau

$F=QE$

Lực Coulomb

Coulomb quan sát cho thấy, khi có 2 điện tích nằm kề nhau . Điện tích cùng loại đẩy nhau , Điện tích khác loại hút nhau . Tương tác giửa các điện tích tạo ra lực hút hay lực đẩy giửa các điện tích . Định luật Coulomb phát biểu là: Lực hút hay đẩy giữa hai điện tích điểm có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm đó, có độ lớn lực tương tác giữa hai điện tích điểm tỷ lệ thuận với tích độ lớn của các điện tích và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

$F={\frac {Q_{+}Q_{-}}{r^{2}}}$

Lực Lorentz

Tương tác giửa Điện tích và Từ trường tạo ra Lực động từ có hướng vuông góc với hướng Lực động điện

$F=\pm QvB$

Tương tác giửa Điện tích và Từ trường tạo ra Lực điện từ , tổng của 2 lực Lực động từ và Lực động điện

$F=QE\pm QvB$

Lực và Chuyển động

5 Định luật Newton

5 Định luật Newton- các định luật vật lí được nhà vật lí học Isaac Newton tìm ra lần đầu tiên và được xuất bản trong cuốn sách Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Các nguyên lý toán học của triết học tự nhiên) năm 1687. Newton dùng những định luật này để giải thích và nghiên cứu chuyển động của các vật thể

1. Vật ở nguyên trạng thái khi không có Lực tương tác
2. Khi có Lực tương tác, vật sẻ thay đổi trạng thái
3. Vật sẻ tạo một phản lực chống lại lực tương tác
4. Lực hút giửa hai vật tỉ lệ với bình phương khoảng cách giửa hai vật
5. Ở trạng thái cân bằng, tổng lực tương tác với vật bằng không

Các định luật về Chuyển động của Newton là một hệ thống gồm 3 định luật đặt nền móng cơ bản cho cơ học cổ điển. Chúng mô tả mối quan hệ giữa một vật thể và các lực tác động cũng như chuyển động của vật thể đó. Các định luật đã được diễn giải theo nhiều cách khác nhau trong suốt 3 thế kỷ sau đó.

F = 0	Không có lực tương tác , không có chuyển động	Vật sẽ đứng yên
F≠ 0	Lực tương tác với vật tạo ra chuyển động	Vật sẽ di chuyển
Σ F = 0	Tổng lực trên vật bằng không, vật ở trạng thái cân bằng	Vật ở trạng thái cân bằng

Chuyển động trên bề mặt

Chuyển động trên bề mặt không có lực cản trở chuyển động

$F_{p}=m{\frac {v}{t}}={\frac {p}{t}}$

$p=mv=Ft$

Chuyển động trên bề mặt khi có lực cản trở chuyển động

$F_{p}=F_{mu}$

$m{\frac {v}{t}}=\mu F_{N}$

$v={\frac {\mu F_{N}t}{m}}$

$t={\frac {mv}{\mu F_{N}}}$

Chuyển động rơi tự do đi xuống đất

Chuyển động rơi tự do của vật xuống đất khi không có lực cản trở chuyển động

$F_{g}=mg=m{\frac {MG}{h^{2}}}$

$g={\frac {MG}{h^{2}}}$

$h={\sqrt {\frac {MG}{g}}}$

Chuyển động rơi tự do của vật xuống đất khi có lực cản trở chuyển động

Chuyển động lơ lửng trong không gian

$F_{p}=F_{g}$

$m{\frac {v}{t}}=mg$

$v=gt$

$t={\frac {v}{g}}$

$a=g={\frac {MG}{h^{2}}}$

$h={\sqrt {\frac {MG}{a}}}$

Chuyển động lơ lửng trong không gian theo quỳ đạo vòng tròn

$F_{r}=F_{g}$

$mvr=mg$

$vr=g={\frac {GM}{h^{2}}}$

$r={\frac {g}{v}}$

$v={\frac {g}{r}}$

$h={\sqrt {\frac {GM}{g}}}={\sqrt {\frac {GM}{vr}}}$