Lý thuyết Bài tập về ba định luật Newton
Vận dụng nội dung của các định luật để giải các bài toán liên quan:
Định luật 1: Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng 0, thì vật đang đứng yên sẽ tiếp tục đứng yên, đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều.
\(\vec F = {\vec F_1} + {\vec F_2} + ... + {\vec F_n} = \vec 0 \Rightarrow \vec a = \vec 0\)
Ý nghĩa của định luật I Newton:
- Lực không phải là nguyên nhân chính gây ra chuyển động của vật. Lực chỉ là nguyên nhân gây ra sự thay đổi trạng thái chuyển động của một vật.
- Quán tính của vật là tính chất bảo toàn trạng thái đứng yên hay chuyển động.
Định luật 2: Gia tốc của một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật. Độ lớn của gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật.
\(\vec a = \frac{{\vec F}}{m}\) hay \(\vec F = m\vec a\)
Trong đó:
+ \(\vec F\)là lực tác dụng lên vật, đơn vị N;
+ m là khối lượng của vật, đơn vị kg;
+ \(\vec a\) là gia tốc, đơn vị m/s2.
- Khối lượng là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật.
- Chú ý: Có thể sử dụng các công thức động học của chuyển động thẳng đều, chuyển động thẳng biến đổi đều.
Định luật 3: Trong mọi trường hợp, khi vật A tác dụng lên vật B một lực, thì đồng thời vật B cũng tác dụng trở lại vật A một lực. Hai lực này tác dụng theo cùng một phương, cùng độ lớn, nhưng ngược chiều, điểm đặt lên hai vật khác nhau:
\[\overrightarrow {{F_{AB}}} = - \overrightarrow {{F_{BA}}} \]
- Đặc điểm của lực và phản lực:
+ Luôn xuất hiện thành từng cặp,
+ Là hai lực trực đối,
+ Không cân bằng,
+ Hai lực cùng loại.
Ví dụ 1: Khi một ô tô đột ngột phanh gấp thì người ngồi trong xe
A. ngả người về sau.
B. chúi người về phía trước.
C. ngả người sang bên cạnh.
D. dừng lại ngay.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: B
Theo định luật I Newton thì vật có xu hướng bảo toàn trạng thái chuyển động, khi xe ô tô đột ngột hãm phanh thì người ngồi trong xe có xu hướng bảo toàn trạng thái chuyển động về phía trước (giữ nguyên vận tốc của xe) nên người sẽ bị chúi về phía trước.
Ví dụ 2: Một vật có khối lượng 2 kg chuyển động thẳng nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ. Vật đi được 100 cm trong 0,25 s. Gia tốc của vật và hợp lực tác dụng lên vật có giá trị lần lượt là
A. 32 m/s2; 64 N.
B. 0,64 m/s2; 1,2 N.
C. 6,4 m/s2, 12,8 N.
D. 64 m/s2; 128 N.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: A
Gia tốc: \[s = {v_0}t + \frac{1}{2}a{t^2} \Leftrightarrow {100.10^{ - 2}} = 0.t + \frac{1}{2}a.0,{25^2} \Leftrightarrow a = 32\,m/{s^2}\]
Hợp lực tác dụng: \[F = ma = 2.32 = 64\,N\]
Ví dụ 3: Một người kéo xe hàng trên mặt sàn nằm ngang, lực tác dụng lên người để làm người chuyển động về phía trước là lực mà
A. người tác dụng vào xe.
B. xe tác dụng vào người.
C. người tác dụng vào mặt đất.
D. mặt đất tác dụng vào người.
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: D
Người tác dụng lực lên mặt đất hướng về phía sau, mặt đất tác dụng lực lên người hướng về phía trước. Lực do mặt đất tác dụng lên người giúp cho người chuyển động về phía trước.