Cơ học Newton

Quán tính và cân bằng lực

Nhận biết quán tính: hợp lực bằng không thì vận tốc không đổi; ma sát có thể làm vật chậm lại. Ghi vận tốc khi hợp lực bằng không và đối chiếu với $ΣF = 0 Rightarrow v = constant$ .

THCS

⚠ Mô phỏng ảo để học tập; không thay thế quy trình an toàn khi thử nghiệm với vật nặng hoặc vật chuyển động.

Dụng cụ

Mặt phẳng ngang và vật trượt ảo
Các thanh trượt khối lượng, vận tốc đầu, lực kéo, lực cản và ma sát

Các bước tiến hành

Tách riêng tác dụng của hợp lực
Ở mục mặt phẳng ngang, đặt hệ số ma sát μ = 0, vận tốc đầu v₀ khác 0; tắt lực kéo và lực cản bằng các nút tương ứng. Quan sát vật tiếp tục chuyển động đều. Bật lực kéo, rồi tăng F₁ bằng thanh trượt và theo dõi gia tốc; bật lực cản F₂ để so sánh khi hai lực cân bằng. Đối chiếu các đại lượng quan sát được với $ΣF = 0 \Rightarrow v = constant$ .
Kiểm tra cân bằng lực
Giữ μ = 0, bật cả lực kéo F₁ và lực cản F₂ rồi điều chỉnh để hai lực cân bằng. Quan sát vật chuyển động đều và kiểm tra công thức $\Sigma F = 0$ ; so sánh với trường hợp chỉ bật một lực.
Phân biệt vận tốc và gia tốc
Đặt vận tốc đầu khác không nhưng hợp lực bằng không, sau đó tạo hợp lực nhỏ bằng F₁ hoặc F₂. Theo dõi đồ thị chuyển động và ghi lại trạng thái vận tốc trong từng lượt để kết luận lực làm thay đổi vận tốc chứ không duy trì chuyển động. Đối chiếu các đại lượng quan sát được với $ΣF = 0 \Rightarrow v = constant$ .

Mô phỏng

Lịch sử thí nghiệm

Isaac Newton công bố ba định luật chuyển động trong Principia năm 1687, tổng hợp các ý tưởng về quán tính đã được Galileo phát triển qua nghiên cứu vật rơi và chuyển động trên mặt phẳng nghiêng. Định luật I mô tả hệ quy chiếu quán tính: khi hợp lực bằng không, vật đứng yên tiếp tục đứng yên, còn vật đang chuyển động giữ vận tốc không đổi. Điều này làm rõ rằng cần lực để thay đổi chuyển động, không phải để duy trì nó. Trong đời sống, ma sát và lực cản thường làm vận tốc giảm nên dễ tạo ấn tượng rằng vật cần lực liên tục để chuyển động. Khi các lực đó được loại bỏ hoặc cân bằng, quán tính dự đoán vận tốc không đổi. Cách phát biểu hiện đại phụ thuộc khái niệm hệ quy chiếu quán tính, và định luật I cũng đóng vai trò xác định những hệ quy chiếu mà định luật II có dạng đơn giản.

Nhà vật lý liên quan

Isaac Newton Galileo Galilei

Chủ đề liên quan trong thư viện

Định luật I Newton (quán tính)Lực ma sát