Tổng hợp công thức và lý thuyết vể định luật 2 Newton – Vật lý 10

1. Phát biểu nội dung định luật 2 Newton

Nội dung định luật II Newton: Gia tốc của 1 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 cân nặng của vật.

Bạn Đang Xem: Tổng hợp công thức và lý thuyết vể định luật 2 Newton – Vật lý 10

2. Công thức định luật 2 Newton

Theo định luật ii niu-tơn thì: $vec{a}=frac{vec{F}}{m}$ (1)

Trong đó ta có:

• F: là độ lớn của lực (tính theo đơn vị N)

• m: là cân nặng của vật (tính theo đơn vị kg)

• a: là gia tốc của vật (tính theo đơn vị $m/s^2$)

Từ công thức (1) ở trên, ta có thể tìm ra các lực tác dụng &o vật: $vec{F}= mvec{a}$

Trong trường hợp, vật chịu tác dụng của nhiều lực thì ta có hợp lực F được tính bằng: $vec{F} = vec{F_1} + vec{F_2} + … + vec{F_n}$

3. Mở rộng định luật 2 Newton

Từ công thức (1) ở trên, theo định luật II Niu-tơn thì Vector gia tốc luôn cùng hướng với vector lực: F a

Theo định luật I Niu-tơn: nếu 1 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 và vật đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động thẳng đều.

cân nặng là đại lượng vô hướng, đặc trưng cho mức quán tính của các vật.

Giữa cân nặng và cân nặng của 1 vật có mối quan hệ: $ vec{P} = m vec{g}$

Độ lớn trọng lực là trọng lượng: $P = mg (N)$

Trong đó ta có:

• P: là trọng lượng của vật (tính theo đơn vị N)

• g: là gia tốc rơi tự do, $g = 9.8 m/s^2$ hoặc $g = 10 m/s^2$ theo đề bài quy ước.

• m: là khối lượng của vật (tính theo đơn vị kg)

4. Bài tập luyện tập định luật 2 Newton

Câu 1: Một vật đang đứng yên trên mặt phẳng nằm ngang thì được truyền 1 lực F. Sau 10s vật này đạt được vận tốc 4m/s. bỏ dở ma sát giữa vật và mặt phẳng, nếu gữ nguyên hướng của lực mà tăng gấp 2 lần độ lớn lực F &o vật thì sau 5s vận tốc của vật là bao lăm?

Hướng áp giải:

• Áp dụng công thức: $v_1=v_0+a_1t_1 rightarrow a_1= frac{v_1-v_o}{t_1}=frac{4-0}{10}=0.4 m/s^2$

• Xem Thêm : Proforma invoice nghĩa là gì? Bản proforma invoice mẫu hoàn chỉnh

  Mà $F_1 = ma_1 = m. 0,4 (N)$

• Khi tăng lực F 2 lần thành $F_2 = 2. F_1 = 0.8m$ → $a_2=frac{F_2}{m}=0,8mm=0.8m/s^2$

• Mà $v_2 = v_0 + a_2t_2 = 0 + 0,8. 15 = 12 m/s$

Vậy khi giữ nguyên hướng của lực và tăng gấp 2 lần độ lớn lực F &o vật thì sau 15s vận tốc của vật là 12 m/s

Câu 2: Một ô tô có khối lượng 1.5 tấn đang chuyển động với vận tốc v = 54 km/h thì hãm phanh và chuyển động chậm dần đều. Biết lực hãm bằng 3000N. Tính quãng đường và thời gian xe đi được cho đến khi xe dừng hẳn lại.

Hướng áp điệu:

• Ta có: $v_0 = 54 km/h = 15 m/s$, khi xe dừng hẳn lại thì $v = 0 m/s$

• Chọn chiều dương là chiều chuyển động, gốc thời gian là lúc khai mạc hãm phanh. Định luật II Newton cho biết $vec{F_h}=m.vec{a}$

• Chiều dương $-F_h = ma$ → $a = frac{-F}{m} = frac{-3000}{1500} = -2 m/s^2$

• Áp dụng công thức $v^2 – v_0^2 = 2. a. s$ → $S=frac{15^2-0^2}{2.2}$ → $s = 56.25 m$

• Mà $v=v_0+at$ → $S=frac{v-v_o}{a} = S=frac{0-15}{2} = 7.5 (s)$

Vậy kể từ khi khai mạc hãm phanh, xe di chuyển thêm được một quãng đường dài 56.25 m trong thời gian 7.5 s rồi dừng hẳn lại.

Câu 3: Một vật có khối lượng 400 g chuyển động nhanh dần đều với vận tốc ban đầu 2 m/s. Sau thời gian 4s, vật di chuyển được quãng đường 24 m. Biết vật luôn chịu tác dụng của lực kéo $F_k$ và lực cản $F_c = 0.5 N$. Tính độ lớn của lực kéo.

Hướng áp điệu:

• Chọn chiều dương là chiều chuyển động của xe

• Theo định luật II Niu-tơn thì $vec{F} + vec{F_c} = m.a$

• Chiếu lên chiều dương ta có $F – F_c = ma$ → $F = ma + F_c$ (1)

• Mà $s=v_0t+frac{1}{2}at^2$ → $24=1,4+ frac{1}{2}a. 4^2$ → $a=2 m/s^2$

• Thay &o phương trình (1) ta có F = 0,5. 2 + 0.5 = 1.5 N

Vậy độ lớn của lực kéo bằng 1.5 N

Câu 4: Vật chuyển động thẳng trên đoạn đường AB chịu tác dụng của lực vec{F_1} theo phương ngang và tăng tốc từ 0 lên 10 m/s trong một khoảng thời gian là t. Trên đoạn đường BC tiếp theo, vật chịu ảnh hưởng của lực F2 theo phương ngang và tăng tốc đến 15 m/s cũng trong một khoảng thời gian là t. Tính tỉ số $frac{F_2}{F_1}$.

Hướng áp điệu:

Xem Thêm : Vì sao đàn ông thích nhìn và sờ “núi đôi” phụ nữ? – Webtretho

Áp dụng định luật 2 Newton cho vật ta có:

• Trên đoạn đường AB: $a_1 = frac{F_1}{m}$ (1)

• Trên đoạn đường BC: $a_2 = frac{F_2}{m}$ (2)

• Lấy $frac{(2)}{(1)}$ ta được $frac{F_2}{F_1}=frac{a_2}{a_1}$ (3)

Mặt khác ta có:

• $a_1= frac{v_1-v_{o1}}{t}= frac{10-0}{t}= frac{10}{t}$

• $a_2= frac{v_2-v_{o2}}{t}= frac{15-10}{t}= frac{5}{t}$

Thay &o phương trình (3) ta được:$ frac{F_2}{F_1}=frac{frac{5}{t}}{frac{10}{t}}=frac{1}{2}$

Vậy tỉ số giữa $frac{F_2}{F_1}=frac{1}{2}$

Câu 5: Một vật có khối lượng 500 g bắt đầu chuyển động nhanh dần đều và đi được 100 cm trong thời gian 5s. Biết lực cản có độ lớn là Fc = 0.02 N.

a) Hãy tính lực kéo $vec{F_k}$.

b) Sau quãng đường ấy lực kéo phải bằng bao nhiêu để vật chuyển động thẳng đều?

Hướng dẫn giải

• Chọn chiều dương là chiều chuyển động

• $m = 100 g = 0.2 kg; s = 600 cm = 1 m; t = 5s; v_0 = 0$

c) $F_c = 0.02 N$; $s = v_0 t + 0,5.at^2$ → $a=0.08 (m/s^2)$

$F_k – F_c = ma$ → $F_k = F_c + ma = 0.036 N$

Vậy lực kéo $F_k = 0.036 N$

d) Để vật chuyển động thẳng đều thì $F_k – F_c = 0$ → $F_k = F_c = 0.02 N$

Vậy lực kéo $F_k$ để vật tiếp tục chuyển động thẳng đều là $F_k = 0.02 N$

Qua bài viết này, VUIHOC mong rằng có thể giúp các em hiểu được kiến thức cơ bản về định luật II Newton. Để học nhiều hơn các kiến thức Vật lý 10 cũng như Vật lý THPT thì các em hãy truy cập vuihoc.vn hoặc đăng ký khoá học với các thầy cô VUIHOC ngay bây giờ nhé!