Công thức và Đặc điểm của trọng lực, lực ma sát, lực căng dây, lực đẩy Archimedes là gì? - Vật lí 10 bài 11

Bài viết này sẽ giúp các em hiểu: trọng lực, lực ma sát, lực căng dây, lực đẩy Archimedes, đặc điểm của những lực này và công thức tính trọng lực, lực ma sát, lực căng dây, lực đẩy Archimedes...

1. Trọng lực

- Vật luôn rơi với gia tốc  có độ lớn không đổi gọi là gia tốc rơi tự do. Lực làm cho vật rơi chính là lực hấp dẫn của Trái Đất tác dụng lên vật gọi là trọng lực . Theo biểu thức của định luật II Newton, ta có:

Vectơ biểu diễn trọng lực của quả táo

- Trọng lực là gì? Trọng lực là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vật

- Đặc điểm của trọng lực? Trọng lực có:

+ Điểm đặt: tại một vị trí đặc biệt gọi là trọng tâm

+ Hướng: hướng vào tâm Trái Đất

+ Độ lớn: P = m.g

2. Lực ma sát

a) Các loại lực ma sát

- Ma sát nghỉ:

Đặc điểm của lực ma sát nghỉ: có điểm đặt trên vật và ngay tại vị trí tiếp xúc của hai bề mặt, phương tiếp tuyến và ngược chiều với xu hướng chuyển động tương đối của hai bề mặt tiếp xúc. Độ lớn của lực ma sát nghỉ bằng độ lớn của lực tác dụng gây ra xu hướng chuyển động.

- Ma sát trượt: 

Đặc điểm của lực ma sát trượt: có điểm đặt trên vật và ngay tại vị trí tiếp xúc của hai bề mặt, phương tiếp tuyến và ngược chiều với chuyển động của vật.

Độ lớn của lực ma sát trượt:

+ Không phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc và tốc độ chuyển động của vật.

+ Phụ thuộc vào vật liệu và tính chất của hai bề mặt tiếp xúc.

+ Tỉ lệ với độ lớn của áp lực giữa hai bề mặt tiếp xúc,

Công thức tính lực ma sát trượt: $F=\mu .N$

Với µ là hệ số ma sát trượt, phụ thuộc vào vật liệu và tình trạng của hai bề mặt tiếp xúc

Biểu diễn lực ma sát trượt

- Ma sát lăn: Lực ma sát xuất hiện ở mặt tiếp xúc khi vật lăn trên một bề mặt.

Ma sát lăn (thùng có gắn bánh xe)

b) Ứng dụng của lực ma sát

- Lực ma sá có tác dụng cản trở chuyển động của vật nhưng đôi khi tác dụng này lại mang lại nhiều ứng dụng trong cuộc sống.

Ma sát giúp quẹt được diêm và thùng hàng không bị trượt trên băng truyền.

Ma sát giúp xe dùng lại nhưng cũng làm mòn lốp xe

3. Lực căng dây

- Khi một sợi dây bị kéo căng, nó sẽ tác dụng lên hai vật gắn với hai đầu dây.

Lực căng dây xuất hiện khi treo quả nặng

- Đặc điểm của lực căng:

+ Điểm đặt là điểm mà đầu dây tiếp xúc với vật

+ Phương trùng với chính sợi dây

+ Chiều hướng từ hai đầu dây vào phần giữa của sợi dây

Với những dây có khối lượng không đáng kể thì lực căng ở hai đầu dây luôn có cùng một độ lớn.

Kéo gạch bằng ròng rọc lực căng xuất hiện trên sợi dây

4. Lực đẩy Archimedes (Ác Si Mét)

a) Lực đẩy Ác-si-Mét

- Lực đẩy Ác-Si–Mét tác dụng lên vật có điểm đặt tại vị trí trùng với trọng tâm của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ, có phương thẳng đứng, có chiều từ dưới lên trên, có độ lớn bằng trọng lượng phần chất lỏng bị chiếm chỗ.

 F_A = ρ.g.V

* Lưu ý: Khi vật nằm yên, điểm đặt C của lực đẩy ở trên đường thẳng đứng qua trọng tâm G của vật như hình sau:

Trọng lực và lực đẩy

b) Biểu thức xác định độ chênh lệch áp suất giữa hai điểm có độ sâu khác nhau trong chất lỏng

- Áp suất p: là đại lượng được xác định bằng độ lớn áp lực F trên một đơn vị diện tích S của mặt bị ép theo công thức:

Đơn vị của áp suất trong hệ SI là Pa (1Pa = 1N/m²)

- Khối lượng riêng ρ của một chất: là đại lượng được xác định bằng khối lượng m của vật tạo thành từ chất đó trên một đơn vị thể tích V của vật theo công thức:

Đơn vị của khối lượng riêng trong hệ SI là kg/m³

Hai điểm A và B trong lòng chất lỏng có thể được giả định thành 2 điểm A và B nằm trên hai mặt đấu của một hình hộp chữ nhật.

- Độ chênh lệch áp suất giữa hai điểm trong chất lỏng: