Chương 1: ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM
Chương 1: Động học chất điểm
1.1. Vectơ vị trí của chất điểm
1.2. Vectơ vận tốc của chất điểm
1.3. Vectơ gia tốc của chất điểm
1.4. Các loại chuyển động đặc biệt
- Chuyển động thẳng đều
- Chuyển động thẳng biến đổi đều
- Ném xiên
- Chuyển động tròn
Chương 1
ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM
1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU
1.1.1. Chuyển động học: Sự thay đổi vị trí của vật
này so với vật khác.
1.1.2. Động học: phần học, nghiên cứu về hình
thái chuyển động của c vật không t đến các
lực hay nguyên nhân làm thay đổi trạng thái chuyển
động.
1.1.3. Chất điểm: Vật kích thước nhỏ so với quãng
đường chuyển động.
Chương 1
ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM
1.1.4. Không gian thời gian: Không gian trong đó các vật
chuyển động được xem một chân không ba chiều (hình
học Euclide). Thời gian không gian tính chất tuyệt
đối.
1.1.5. Hệ qui chiếu: Vật làm mốc kết hợp với đồng hồ đo
được gọi hệ quy chiếu, cho nên khi tả chuyển động
một vật, bắt buộc phải xác định hệ qui chiếu đang xét.
1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU
1.1.6. Hệ tọa độ: hệ thống các đường thẳng định
véctơ đơn vị các góc định hướng dùng để xác định vị
trí chuyển động của các vật.
Chương 1
ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM
Chương 1
ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM
1.1.6.1. Hệ tọa độ Descartes
1.1.6. Hệ tọa độ
Chương 1
ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM
1.1.6.2. Hệ tọa độ cầu
1.1.6. Hệ tọa độ
x = rsincos;
y = rsinsin;
z = rcos
Chương 1
ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM
1.1.6.3. Hệ tọa độ cong
1.1.6. Hệ tọa độ
1.1.7. Phương trình chuyển động phương trình quỹ đạo
Phương trình chuyển động của chất điểm: Phương trình
xác định vị trí của chất điểm tại những thời điểm khác
nhau.
Trong hệ tọa đ Descartes, phương trình chuyển động
của chất điểm một hệ gồm ba phương trình:
x = x(t);
y = y(t);
z = z(t);
r = r(t);
= (t);
= (t);
Phương trình chuyển động ca chất điểm trong hệ tọa độ
cầu là:
1.1.7. Phương trình chuyển động phương trình quỹ đạo
dụ: Phương trình chuyển động của một chất điểm trong
hệ tọa độ Descartes:
Chuyển động thẳng đều: x = vt
Chuyển động tròn:
dụ: Phương trình chuyển động của một chất điểm trong
hệ tọa độ Descartes:
1.1.7. Phương trình chuyển động phương trình quỹ đạo
Chuyển động thẳng đều: x = vt
Chuyển động tròn:
1.1.8. Phương trình quỹ đạo của chất điểm
- Phương trình tả dạng hình học của quỹ đạo chuyển động của
chất điểm các thời điểm khác nhau.
Khử t giữa các phương trình chuyển động ta được:
x
2
+ y
2
= R
2
- Khử tham số t của các tọa độ, ta tìm được phương trình quỹ
đạo. Vì vậy, phương trình chuyển động phương trình quỹ đạo
cho dạng tham số.
dụ
Vận tốc trung bình của chất điểm trong khoảng thời gian t là:
Vận tốc tức thời của chất
điểm thời điểm t, vận tốc
trung bình khi khoảng thời
gian t rất bé, ta có:
1.2.1 Đnh nghĩa
Giá trị của vận tốc
1.2 véctơ vận tốc của chất điểm
O
x
y
M(t)
M’(t+ t)
z
M
0
1.2 véctơ vận tốc của chất điểm
Ngoài ra:
Vậy
O
x
y
M(t)
M’(t+ t)
z
M
0
Véctơ vận tốc trung nh của chất điểm trong khoảng thời
gian t:
Vận tốc tức thời:
1.2 véctơ vận tốc của chất điểm
O
x
z
M
M’
M
0
y
Hình 1.4: Vận tốc của chất điểm
Véctơ vị trí của chất điểm ở thời điểm t là:
1.2.2 Thành phần, đ lớn, phương chiều của vận tốc:
véctơ vận tốc lúc này là:
Mặt khác:
1.2.2 Thành phần, đ lớn, phương chiều của vận tốc:
Ngoài cách biểu diễn theo các thành phần v
x
, v
y
, v
z
;
người ta còn thể biểu diễn theo véctơ đơn vị tiếp
tuyến :
dt
dz
v
dt
dy
v
dt
dx
v
z
y
x
Do đó
1.3.1. Định nghĩa
1.3. VÉCTƠ GIA TỐC CỦA CHẤT ĐIỂM
Tương tự như trong trường
hợp vận tốc, khi t 0 thì:
O
x
y
M
M’
Hình 1.5: Véctơ vận tốc, gia
tốc
z
Véctơ gia tốc trung bình của
chất điểm
1.3. VÉCTƠ GIA TỐC CỦA CHẤT ĐIỂM
nên
Theo trên ta có:
véctơ gia tốc tức thời của chất điểm thời điểm t.
vậy
1.3.2. Thành phần của gia tốc
Gọi
x
a
dt
dv
x
y
a
dt
dv
y
z
a
dt
dv
z
=
;
=
;
=
x
a
2
2
dt
xd
y
a
2
2
dt
yd
z
a
2
2
dt
zd
Hay
=
;
=
;
=
Với vận tốc:
Ta có gia tốc:

Preview text:

Chương 1: ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM
Chương 1: Động học chất điểm
1.1. Vectơ vị trí của chất điểm
1.2. Vectơ vận tốc của chất điểm
1.3. Vectơ gia tốc của chất điểm
1.4. Các loại chuyển động đặc biệt
- Chuyển động thẳng đều
- Chuyển động thẳng biến đổi đều - Ném xiên - Chuyển động tròn Chương 1 ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM
1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU
1.1.1. Chuyển động cơ học: Sự thay đổi vị trí của vật này so với vật khác.
1.1.2. Động học: Là phần cơ học, nghiên cứu về hình
thái chuyển động của các vật mà không xét đến các
lực hay nguyên nhân làm thay đổi trạng thái chuyển động.
1.1.3. Chất điểm: Vật có kích thước nhỏ so với quãng
đường mà nó chuyển động. Chương 1 ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM
1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU
1.1.4. Không gian và thời gian: Không gian trong đó các vật
chuyển động được xem là một chân không ba chiều (hình
học Euclide). Thời gian và không gian có tính chất tuyệt đối.
1.1.5. Hệ qui chiếu: Vật làm mốc kết hợp với đồng hồ đo
được gọi là hệ quy chiếu, cho nên khi mô tả chuyển động
một vật, bắt buộc phải xác định rõ hệ qui chiếu đang xét. Chương 1 ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM
1.1.6. Hệ tọa độ: Là hệ thống các đường thẳng có định
véctơ đơn vị và các góc định hướng dùng để xác định vị
trí và chuyển động của các vật. Chương 1 ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM 1.1.6. Hệ tọa độ
1.1.6.1. Hệ tọa độ Descartes Chương 1 ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM 1.1.6. Hệ tọa độ
1.1.6.2. Hệ tọa độ cầu x = rsincos; y = rsinsin; z = rcos Chương 1 ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM 1.1.6. Hệ tọa độ 1.1.6.3. Hệ tọa độ cong
1.1.7. Phương trình chuyển động và phương trình quỹ đạo
Phương trình chuyển động của chất điểm: Phương trình
xác định vị trí của chất điểm tại những thời điểm khác nhau.
Trong hệ tọa độ Descartes, phương trình chuyển động
của chất điểm là một hệ gồm ba phương trình: x = x(t); y = y(t); z = z(t);
1.1.7. Phương trình chuyển động và phương trình quỹ đạo
Phương trình chuyển động của chất điểm trong hệ tọa độ cầu là: r = r(t);  = (t);  = (t);
Ví dụ: Phương trình chuyển động của một chất điểm trong hệ tọa độ Descartes:
Chuyển động thẳng đều: x = vt Chuyển động tròn:
1.1.7. Phương trình chuyển động và phương trình quỹ đạo
Ví dụ: Phương trình chuyển động của một chất điểm trong hệ tọa độ Descartes:
Chuyển động thẳng đều: x = vt Chuyển động tròn:
1.1.8. Phương trình quỹ đạo của chất điểm
- Phương trình mô tả dạng hình học của quỹ đạo chuyển động của
chất điểm ở các thời điểm khác nhau.
- Khử tham số t của các tọa độ, ta tìm được phương trình quỹ
đạo. Vì vậy, phương trình chuyển động là phương trình quỹ đạo cho ở dạng tham số. Ví dụ
Khử t giữa các phương trình chuyển động ta được: x2 + y2= R2
1.2 véctơ vận tốc của chất điểm 1.2.1 Định nghĩa Giá trị của vận tốc
Vận tốc trung bình của chất điểm trong khoảng thời gian t là:
Vận tốc tức thời của chất z
điểm ở thời điểm t, là vận tốc M(t) M0
trung bình khi khoảng thời M’(t+ t)
gian t là rất bé, ta có: O y x
1.2 véctơ vận tốc của chất điểm Ngoài ra: Vậy z M(t) M0 M’(t+ t) O y x
1.2 véctơ vận tốc của chất điểm
Véctơ vận tốc trung bình của chất điểm trong khoảng thời gian t: z Vận tốc tức thời: M0 M M’ mà O y
Hình 1.4: Vận tốc của chất điểm x
1.2.2 Thành phần, độ lớn, phương chiều của vận tốc:
Véctơ vị trí của chất điểm ở thời điểm t là:
véctơ vận tốc lúc này là: Mặt khác:
1.2.2 Thành phần, độ lớn, phương chiều của vận tốc:  dx  v  x  dt Do đó  dy  v  y  dt  dz  v   z dt
Ngoài cách biểu diễn theo các thành phần vx, vy, vz;
người ta còn có thể biểu diễn theo véctơ đơn vị tiếp tuyến :
1.3. VÉCTƠ GIA TỐC CỦA CHẤT ĐIỂM 1.3.1. Định nghĩa z
Véctơ gia tốc trung bình của M chất điểm M’ O
Tương tự như trong trường y
hợp vận tốc, khi t 0 thì: x
Hình 1.5: Véctơ vận tốc, gia tốc
1.3. VÉCTƠ GIA TỐC CỦA CHẤT ĐIỂM vậy
là véctơ gia tốc tức thời của chất điểm ở thời điểm t. Theo trên ta có: nên
1.3.2. Thành phần của gia tốc Với vận tốc: Ta có gia tốc: dv dv dv Gọi a x y z x = ; ay = ; a = dt dt z dt 2 d x 2 2 Hay a d y = ; = ; a d z x a 2 = dt y z 2 dt 2 dt