Bài 12: Chuyển động của vật trong chất lưu

a) Học sinh tự vẽ

b) Hợp lực tác dụng lên vật tại thời điểm t₂ bằng 0.

Biện pháp giúp giảm lực cản của nước lên cơ thể:

+ Giữ thăng bằng cơ thể khi bơi

+ Đội mũ bơi và kính bơi, giảm ma sát này bằng silicone là một cách tốt khác để giảm lực cản của nước.

+ Giữ các ngón chân về phía sau để giảm lực cản.

Ứng dụng của sự tăng giảm sức cản không khí theo hình dạng vật:

+ Làm tăng tốc của vật

+ Làm giảm tốc độ của máy bay khi hạ cánh

Chuyển động của tờ giấy bị vò tròn khi thả rơi sẽ nhanh hơn chuyển động của tờ giấy phẳng. Nguyên nhân dẫn đến sự khác nhau đó là do hình dạng của tờ giấy, bề mặt tiếp xúc của vật với không khí càng ít thì sẽ chuyển động rơi nhanh hơn.

Chuyển động của vận động viên:

+ Ban đầu mới nhảy khỏi máy bay, khi chưa bung dù, trọng lực lớn hơn lực cản của không khí nên vận động viên sẽ rơi nhanh dần

+ Sau khi chuyển động ổn định thì vận động viên bắt đầu bung dù, lực cản của không khí bằng trọng lực nên chuyển động của vận động viên đều và đáp xuống đất.

Tham khảo:

- Giai đoạn 1 (từ 0 – t1): đồ thị là một đoạn rất nhỏ có dạng gần giống như đường thẳng chứng tỏ vận tốc của vật tăng đều theo thời gian. Có thể kết luận vật rơi nhanh dần đều từ lúc bắt đầu rơi trong một thời gian rất ngắn.

- Giai đoạn 2 (từ t1 – t2): đồ thị là một đoạn đường cong đi lên chứng tỏ vận tốc có tăng nhưng không đều. Có thể kết luận vật rơi nhanh dần không đều trong một khoảng thời gian tiếp theo, lúc này lực cản bắt đầu có độ lớn đáng kể và tăng dần.

- Giai đoạn 3 (từ t2 trở đi): đồ thị có dạng gần như một đường thẳng nằm ngang song song với trục thời gian chứng tỏ tốc độ chuyển động không đổi. Có thể kết luận vật rơi trong giai đoạn này như là một chuyển động đều với tốc độ giới hạn không đổi, khi đó lực tác dụng lên vật rơi bị triệt tiêu.

Với những vật có kích thước lớn, lực cản của không khí có độ lớn đáng kể, khi này chuyển động của vật rơi không phải là sự rơi tự do nữa. Chuyển động rơi sẽ chậm dần.

Tham khảo:

Vẽ hình: vectơ lực cản ban đầu có phương thẳng đứng, chiều từ trên xuống.

- Khi bắt đầu được thả vào dầu, trọng lượng của viên bi lớn hơn nhiều so với lực đẩy Acsimet, nên viên bi chuyển động nhanh dần đều trong khoảng thời gian rất ngắn.

- Khi càng xuống sâu, lực đẩy Acsimet càng tăng dần, chuyển động của vật nhanh dần nhưng không đều trong một khoảng thời gian tiếp theo.

- Khi xuống sâu hơn nữa, khi này trọng lượng và lực đẩy Acsimet gần như cân bằng nhau, khi đó lực cản gần như bằng 0, vật sẽ chuyển động thẳng đều xuống dưới theo quán tính và sẽ chạm đáy sau một khoảng thời gian.

Từ hình vẽ ta thấy vật có hình tam giác thì lực cản không khí là lớn nhất và vật có hình gọt nước nằm ngang có lực cản không khí là nhỏ nhất.