Cơ học Newton

Định luật I Newton (quán tính)

Nếu hợp lực tác dụng lên vật bằng không, vật giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều.

Một quả bóng không tự đổi trạng thái chuyển động. Muốn tăng tốc, giảm tốc hoặc đổi hướng, cần có hợp lực tác dụng lên nó.

ΣF⃗ = 0 ⇒ v⃗ = constant

Định nghĩa: Đại lượng và mô hình

Định luật được phát biểu trong hệ quy chiếu quán tính. “Quán tính” là xu hướng giữ nguyên vận tốc; khối lượng càng lớn, càng khó làm đổi vận tốc.

Dùng mô phỏng để quan sát chuyển động và đọc các giá trị định lượng theo thời gian.

Cách đọc mô hình

Nếu hợp lực tác dụng lên vật bằng không, vật giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều.

Ví dụ: Ví dụ có lời giải

Một xe lăn đang chạy trên mặt phẳng rất ít ma sát tiếp tục chuyển động gần như thẳng đều. Ma sát nhỏ nghĩa là hợp lực ngang nhỏ, không phải xe cần lực kéo để duy trì vận tốc.

Lời giải

Quán tính là xu hướng giữ nguyên vận tốc, không phải một lực đẩy vật tiếp tục đi. Khi xe buýt phanh gấp, cơ thể hành khách có xu hướng tiếp tục chuyển động nên chúi về trước; dây an toàn tác dụng lực làm cơ thể đổi vận tốc. Một quyển sách nằm yên trên bàn có hợp lực bằng không vì trọng lực và lực đỡ cân bằng; cân bằng lực không đòi hỏi vật phải chịu hoàn toàn không có lực.

Ví dụ: Các lực tác dụng lên quyển sách

Một quyển sách đặt yên trên bàn chịu lực 3 N hướng xuống và 3 N hướng lên. Hợp lực bằng bao nhiêu?

Lời giải

ΣF=3−3=0 N; sách đứng yên hoặc tiếp tục chuyển động thẳng đều.

Định luật quán tính đúng trong hệ quy chiếu quán tính, chẳng hạn gần đúng hệ gắn với mặt đất trong nhiều tình huống đời thường. Trong xe đang tăng tốc, hành khách có cảm giác bị kéo lùi vì cơ thể chống lại sự đổi vận tốc; cần xét hệ quy chiếu trước khi mô tả chuyển động.

Trắc nghiệm nhanh

Một vật đang đứng yên, hợp lực bằng không. Điều gì xảy ra nếu không có lực khác?

Tài liệu tham khảo

Young, Freedman (2019). University Physics
Halliday, Resnick, Walker (2014). Fundamentals of Physics