Tóm tắt nội dung
Hầu hết mọi hiện tượng trong đời sống đều chịu tác động của quán tính. Vậy lực quán tính là gì? Theo dõi bài viết dưới đây để hiểu và lý giải được những hiện tượng ảnh hưởng bởi quán tính.
Tìm hiểu về quán tính
Tìm hiểu về nguyên lý quán tính
Quán tính là tính chất đặc trưng cho sự cản trở của các đối tượng có khối lượng đối với bất kì sự thay đổi nào về vận tốc của nó. Điều này bao gồm những thay đổi về tốc độ hoặc hướng chuyển động của đối tượng.
Quán tính là một trong những biểu hiện cơ bản của khối lượng. Đây là một tính chất định lượng của các hệ vật chất.
Trong cách sử dụng phổ biến, quán tính đề cập đến “lực cản thay đổi vận tốc” của một vật thể. Hoặc cho các thuật ngữ đơn giản hơn “lực cản đối với sự thay đổi chuyển động”. Hoặc đôi khi là động lượng, tùy thuộc vào ngữ cảnh.
Thuật ngữ quán tính được hiểu đúng hơn là viết tắt của “nguyên lý quán tính” như được Newton mô tả trong định luật chuyển động đầu tiên. Ông viết “một vật không chịu bất kỳ ngoại lực thuần nào sẽ chuyển động với vận tốc không đổi”. Vì vậy, một vật thể sẽ chuyển động với vận tốc hiện tại của nó đến khi một lực nào đó làm cho tốc độ hoặc hướng của nó thay đổi.
Lực quán tính là gì?
Tìm hiểu về lực quán tính
Lực quán tính là một loại lực ảo (được gọi là lực ảo vì nó không hiện diện trực tiếp mà xuất hiện thông qua chuyển động của một vật có khối lượng).
Lực quán tính là lực xuất hiện trên mọi vật có khối lượng trong hệ quy chiếu phi quán tính. Hay nói cách khác, lực quán tính được sinh ra trong hệ quy chiếu phi quán tính, có thể gây biến dạng về gia tốc vật.
Trong vật lý cơ học cổ điển, lực quán tính là lực tác động lên vật. Có thể phụ thuộc hoàn toàn vào trạng thái của hệ quy chiếu.
Lực quán tính tỷ lệ thuận với khối lượng m tác động, gia tốc của hệ quy chiếu không quán tính và khối lượng của vật thể so với hệ quy chiếu quán tính. Chúng có hướng ngược lại với gia tốc của hệ quy chiếu không quán tính.
Công thức của lực quán tính
Quán tính là gì? Lực quán tính trong hệ quy chiếu
Xét một vật có khối lượng m nằm trong hệ quy chiếu phi quán tính. Tại một thời điểm, quy chiếu chuyển động với gia tốc a so với hệ quy chiếu quán tính. Khi này vật m chịu tác động của lực quán tính. Công thức sẽ là:
Trong đó:
- Fqt: lực quán tính (N) – Newton.
- m: khối lượng của vật.
- a: là gia tốc vật (m/s2).
Lực quán tính sẽ xuất hiện khi một hệ quy chiếc có gia tốc cao hơn hệ quy chiếu khác. Một hệ quy chiếu có gia tốc theo nhiều phương pháp vì thế lực quán tính sẽ thay đổi sao cho phù hợp. Bốn lực quán tính thường được định nghĩa theo các cách gia tốc thường xảy ra là:
- Một lực quán tính khi gia tốc thay đổi theo 1 đường thẳng.
- Hai lực quán tính được tạo ra bất kỳ từ chuyển động quay nào đó (lực coriolis và lực quán tính lý tâm).
- Lực cuối hay lực Euler – được sinh ra dưới sự thay đổi của tốc độ quay của vật.
Lực quán tính là gì? Lực quán tính ly tâm
Thế nào là lực quán tính ly tâm?
Lực quán tính ly tâm là trường hợp đặc biệt của lực quán tính. Nó xuất hiện khi ta chọn hệ quy chiếu gắn với vật chuyển động tròn. Đây là hệ quả của trường gia tốc xuất hiện trong hệ quy chiếu không quán tính. Với trường hợp này là hệ quy chiếu quay.
Khi này, hệ quy chiếu quay sẽ nhìn thấy các vật thể vốn chuyển động thẳng đều trong hệ quy chiếu quán tính. Nó sẽ bị đẩy ra theo phương xuyên tâm quay. Và lực đẩy vật thể ra trong hệ quy chiếu này được gọi là lực ly tâm.
Lực quán tính ly tâm sẽ tác dụng lên vật nằm bên trong hệ quy chiếu quay. Vật này có phương là đường thẳng nối tâm đường cong với tâm chuyển động. Chiều hướng từ tâm đường cong sẽ hướng ra phía ngoài. Lực ly tâm tỷ lệ thuận khối lượng của vật chuyển động và bình phương tốc độ dài. Và tỷ lệ nghịch với bán kính của đường cong.
Vận dụng lực quán tính để giải thích một số hiện tượng trong thực tế
Giải thích một số hiện tượng tự nhiên do lực quán tính tác động
Trong thực tế có nhiều hiện tượng tự nhiên xảy ra và nhiều người đã thắc mắc về nguồn gốc của hiện tượng đó. Dưới đây là một số lời giải thích tiêu biểu.
– Nhờ có lực hướng tâm mà mặt trăng có thể xoay quanh Trái Đất.
– Các khúc cua vòng tròng trên đường thường được thiết dốc nghiêng ra ngoài. Cách này nhằm tránh trường hợp khi xe đi vào khúc cua với tốc độ lớn thì lực lý tâm làm xe trượt ra khỏi đường.
– Máy giặt sử dụng chuyển động quay tròn của động cơ nhằm tạo ra chuyển động tròn trong lồng giặt. Khi giặt xong, lực quán tính ly tâm đẩy văng các hạt nước bám trên vảo ra khỏi lồng giặt. Nhờ đó mà quần áo được vắt khô nhanh hơn.
Như vậy bài viết trên đây đã chia sẻ cho bạn những thông tin liên quan đến lực quán tính là gì? Hy vọng những chia sẻ trên sẽ giúp bạn giải mã những hiện tượng thường ngày trong cuộc sống.
