Bài 15. Định luật 2 Newton

a) Khi giữ nguyên lực đẩy nhưng khối lượng xe tăng lên thì gia tốc của xe giảm.

b) Khi giữ nguyên khối lượng nhưng lực đẩy tăng lên thì gia tốc của xe tăng.

1.

- Ví dụ:

+ Một người sử dụng cùng một lực để đẩy một thùng giấy vụn sẽ đẩy nhanh hơn so với khi đẩy một thùng gạo, do khối lượng của thùng gạo lớn hơn khối lượng của thùng giấy vụn, làm khó thay đổi vận tốc hơn.

+ Ô tô tải rất nặng so với xe máy hay ô tô con nên có mức quán tính lớn hơn rất nhiều. Ở cùng trạng thái bắt đầu chuyển động thì ô tô tải cần nhiều thời gian hơn mới đạt vận tốc lớn.

=> Khối lượng của vật càng lớn thì mức quán tính của vật càng lớn.

- Ý nghĩa trong thực tiễn:

Cho phép ta so sánh được khối lượng của những vật làm bằng các chất khác nhau. Chúng sẽ có khối lượng bằng nhau nếu như dưới tác dụng của hợp lực như nhau, chúng có gia tốc như nhau.

a)

- a phụ thuộc vào F (m + M = 0, 5kg)

Ta có: 

+ Khi F = 1 N, a = 1,99 m/s² thì \(\frac{F}{a} = \frac{1}{{1,99}} \approx 0,5\)

+ Khi F = 2 N, a = 4,03 m/s² thì \(\frac{F}{a} = \frac{2}{{4,03}} \approx 0,5\)

+ Khi F = 3 N, a = 5,67 m/s² thì \(\frac{F}{a} = \frac{3}{{5,67}} \approx 0,5\)

=> Tỉ số \(\frac{F}{a}\) không đổi nên đồ thị sự phụ thuộc của gia tốc a vào F là một đường thẳng

- a phụ thuộc vào \(\frac{1}{{m + M}}\) (ứng với F = 1 N)

Ta có:

+ Khi a = 3,31 m/s² , \(\frac{1}{{M + m}} = \frac{{10}}{3}\) thì a. (M + m) = 1

+ Khi a = 2,44 m/s² , \(\frac{1}{{M + m}} = 2,5\) thì a. (M + m) = 1

+ Khi a = 1,99 m/s² , \(\frac{1}{{M + m}} = 2\) thì a. (M + m) = 1

=> Tỉ số \(\frac{a}{{\frac{1}{{M + m}}}} = a.(M + m)\) không đổi nên đồ thị sự phụ thuộc của gia tốc a vào \(\frac{1}{{M + m}}\) là một đường thẳng.

1.

Ta có: biểu thức định luật 2 Newton: \(\overrightarrow a  = \frac{{\overrightarrow F }}{m}\)

\( \Rightarrow \overrightarrow F  = m.\overrightarrow a \)

Suy ra cách viết đúng là C.

Dụng cụ:

- Một số chiếc bút bi có nẫy bấm

- Một số cục tẩy mới, giống nhau

- Thước đo độ dài

Tiến hành thí nghiệm:

a) Chứng tỏ gia tốc mà vật thu được phụ thuộc vào: Độ lớn của lực tác dụng lên vật.

- Đặt bút bi gần với cục tẩy, sau đó bấm nẫy để bút bi tác dụng lực vào cục tẩy, đẩy cục tẩy di chuyển, xác định khoảng cách cục tẩy di chuyển.

- Đặt 2 chiếc bút bi sát cạnh nhau sau cho đầu nẫy ngang bằng nhau, vẫn thao tác bấm nẫy bút bi như trên (lưu ý khoảng cách từ đầu bút bi đến cục tẩy trong các lần thí nghiệm như nhau).
- So sánh khoảng cách khi tăng lực tác dụng (dùng 2 chiếc bút gián tiếp tăng lực tác dụng).

Kết quả: Khi tăng lực tác dụng lên cùng một vật thì vật chuyển động được xa hơn, chứng tỏ gia tốc phụ thuộc vào lực tác dụng.

b) Chứng tỏ gia tốc mà vật thu được phụ thuộc vào: Khối lượng của vật.

- Lần lượt bố trí thí nghiệm đơn giản như hình vẽ.

- Đặt bút bi gần với cục tẩy, sau đó bấm nẫy để bút bi tác dụng lực vào cục tẩy, đẩy cục tẩy di chuyển, xác định khoảng cách cục tẩy di chuyển.

- Đặt 2 cục tẩy chồng lên nhau, vẫn thao tác bấm nẫy bút bi như trên (lưu ý khoảng cách từ đầu bút bi đến cục tẩy trong các lần thí nghiệm như nhau).

- So sánh khoảng cách khi tăng khối lượng vật chịu lực tác dụng.

Kết quả: Khối lượng tăng lên, quãng đường cục tẩy di chuyển khác nhau dẫn đến gia tốc khác nhau.

Theo định luật 2 Newton, nếu có nhiều vật khác nhau lần lượt chịu tác dụng của cùng một lực không đổi, thì vật nào có khối lượng lớn hơn sẽ có gia tốc nhỏ hơn. Vậy, vật nào có khối lượng càng lớn thì càng khó thay đổi vận tốc, tức là có mức quán tính lớn hơn. Hay nói cách khác: Khối lượng của vật càng lớn thì quán tính của vật càng lớn.

Theo định luật 2 Newton: khối lượng của vật là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật.

Khi ô tô chở hàng nặng thì sẽ có khối lượng lớn hơn khi ô tô không chở hàng nên ô tô đó có quán tính lớn hơn dẫn đến khó hãm phanh hơn khi ô tô không chở hàng.