- Định nghĩa lực là gì?
- Tác dụng của lực
- Tính chất, đặc điểm của lực
- Đơn vị của lực
- Cách xác định phương và chiều của lực
- Hai lực cân bằng
- Các loại lực phổ biến
- Công thức liên hệ giữa lực, khối lượng và gia tốc
Định nghĩa lực là gì?
Lực là đại lượng vectơ đặc trưng cho tác dụng của vật này lên vật khác mà kết quả là gây ra gia tốc cho vật hoặc làm vật biến dạng. Đường thẳng mang vectơ lực gọi là giá của lực.
Trong vật lí học, lực là bất kì ảnh hưởng nào làm một vật thể chịu sự thay đổi hoặc là ảnh hưởng đến chuyển động, hướng hay cấu trúc hình học của nó. Nói cách khác, lực là nguyên nhân làm cho một vật có khối lượng thay đổi vận tốc của nó (bao gồm chuyển động từ trạng thái nghỉ), tới chuyển động có gia tốc, làm biến dạng vật thể hoặc cả hai.
Lực là đại lượng vectơ có độ lớn và hướng. Để đo độ lớn lực tác dụng chúng ta cần sử dụng thiết bị chuyên dụng là lực kế.
Tác dụng của lực
- Lực và chuyển động của vật: Lực có tác dụng làm thay đổi tốc độ, hướng chuyển động của vật.
- Lực và hình dạng của vật: Lực tác dụng lên vật làm biến dạng vật.
=> Lực tác dụng lên vật có thể làm thay đổi tốc độ, hướng chuyển động, biến dạng vật.
Tính chất, đặc điểm của lực
- Lực là đại lượng vectơ, có độ lớn, hướng và điểm đặt.
+ Độ lớn của lực: Là lượng vật chất mà lực tác dụng lên vật thể.
+ Hướng của lực: Là phương và chiều của lực tác dụng lên vật thể.
+ Điểm đặt của lực: Là vị trí mà lực tác dụng lên vật thể.
- Lực được biểu diễn dưới dạng vectơ có phương và chiều không cố định.
- Gốc của lực sẽ được xác định tại điểm đặt lực.
- Độ dài của lực được quyết định dựa trên tỷ lệ với cường độ lực
- Lực có thể gây ra những biến đổi cho vật thể như:
+ Thay đổi vận tốc của vật thể.
+ Làm vật thể biến dạng.
+ Làm vật thể đứng yên.
Đơn vị của lực
Trong hệ đo lường SI, lực có đơn vị là niu tơn (N) và ký hiệu là F.
1 N là lực cần thiết để làm cho một vật thể có khối lượng 1 kg tăng tốc 1 m/s2.
Đơn vị newton được đặt theo tên của nhà vật lý Isaac Newton, người đã phát triển định luật vạn vật hấp dẫn.
Cách xác định phương và chiều của lực
- Phương của lực: Là hướng của lực tác dụng lên vật thể. Phương của lực có thể là thẳng đứng, nằm ngang hoặc bất kỳ hướng nào khác.
- Chiều của lực: Là hướng của lực tác dụng lên vật thể. Chiều của lực có thể là hướng lên, hướng xuống, hướng sang trái, hướng sang phải hoặc bất kỳ hướng nào khác.
- Phương và chiều của lực được xác định bằng cách sử dụng một mũi tên. Mũi tên có độ lớn tương ứng với độ lớn của lực và hướng của mũi tên tương ứng với hướng của lực. Quy ước:
+ Đầu mũi tên là điểm đặt của lực.
+ Phương của mũi tên là phương của lực.
+ Chiều của mũi tên là chiều của lực.
- Có hai cách để xác định phương và chiều của lực bằng mũi tên:
+ Phương pháp trực quan: Phương pháp này dựa trên trực quan để xác định phương và chiều của lực.
Ví dụ: Nếu một quả bóng đang bay lên trên thì lực tác dụng lên quả bóng có phương thẳng đứng và chiều từ dưới lên trên.
+ Phương pháp phân tích: Phương pháp này dựa trên các định luật vật lí để xác định phương và chiều của lực.
Ví dụ: Theo định luật II Newton, lực tác dụng lên một vật thể có phương và chiều trùng với phương và chiều của gia tốc của vật thể.
- Quy tắc bàn tay trái là một quy tắc đơn giản để xác định phương và chiều của lực điện từ tác dụng lên một đoạn dây dẫn có dòng điện.
Hai lực cân bằng
- Hai lực cân bằng là hai lực cùng tác dụng lên một vật, có độ lớn bằng nhau, có cùng phương nhưng có chiều ngược nhau.
- Hai lực cân bằng được xác định dựa trên các yếu tố:
+ Hai lực phải cùng tác dụng lên cùng một vật.
+ Hai lực tác dụng này có cùng phương
+ Chiều của hai lực phải ngược chiều nhau.
+ Hai lực có độ lớn bằng nhau
Các loại lực phổ biến
Trong tự nhiên, có nhiều loại lực khác nhau trong đó phổ biến nhất là các loại sau đây:
- Trọng lực: Lực hút của Trái Đất tác dụng lên mọi vật có khối lượng.
- Lực đàn hồi: Lực tác dụng ngược lại với lực kéo giãn hoặc nén vật đàn hồi.
- Lực ma sát: Lực cản trở chuyển động của hai vật tiếp xúc với nhau.
- Lực điện: Lực tác dụng giữa các điện tích.
- Lực từ: Lực tác dụng giữa các nam châm hoặc giữa một nam châm và một vật khác có từ tính.
- Lực hạt nhân: là lực tương tác giữa hai hay nhiều nucleon gây ra sự gắn kết của các proton và các nơ tron ở trong hạt nhân nguyên tử.
- Lực pháp tuyến: lực đẩy của tương tác giữa các nguyên tử tại bề mặt tiếp xúc.
- Lực hướng tâm: loại lực cần để làm cho một vật đi theo một quỹ đạo cong.
- Giả lực: Giả lực là một lực ảo, được tạo ra bởi chuyển động của vật thể trong một hệ quy chiếu phi quán tính.
- Ngẫu lực là sự quay tương đương của lực theo cùng cách mà vec tơ vị trí quay một góc tương đương, hoặc vec tơ vận tốc góc cho vận tốc và mô men động lượng cho động lượng.
Công thức liên hệ giữa lực, khối lượng và gia tốc
F = m.a
Trong đó:
F là lực (newton)
m là khối lượng (kilogram)
a là gia tốc (m/s2)