Lực quán tính là gì? Khi xe phanh gấp thì người ngồi trên xe vẫn sẽ tiếp tục chuyển động phía trước mà không dừng hẳn. Đó chính là một ví dụ điển hình của quán tính. Để hiểu hơn về Lực quán tính là gì? Ứng dụng lực quán tính như thế nào? Các bạn đừng bỏ qua bất kỳ thông tin nào qua bài viết này nhé.
Contents
Quán tính là gì?
Quán tính được định nghĩa là lực cản của bất kỳ vật thể nào đối với bất kỳ một sự thay đổi nào liên quan đến vận tốc. Điều đó bao gồm cả những sự thay đổi tốc độ hoặc hướng chuyển động đối tượng.
Xét theo khía cạnh tính chất này chính là xu hướng mà các vật có thể tiếp tục chuyển động trên một đường thẳng có tốc độ không đổi và khi đó không có lực nào tác động lên.
Trong trường hợp có lực tác dụng thì mọi vật đều có thể bị thay đổi vận tốc một cách đột ngột vì quán tính. Hiểu đơn giản và ngắn gọn nhất, quán tính là tính chất giữ nguyên vận tốc và hướng chuyển động vật.
Các đặc điểm, tính chất của quán tính
- Lực tác dụng các lớn thì biến đổi chuyển động đó sẽ diễn ra càng nhanh.
Ví dụ: Người ngồi trên xe có xu hướng chúi về phía trường khi xe phanh gấp bởi quán tính xuất hiện.
- Khối lượng của hai vật càng lớn thì sự biến đổi trong chuyển động sẽ diễn ra càng chậm.
Ví dụ: Khối lượng của hai xe máy khác nhau nhưng chuyển động ở cùng một vận tốc. Trong trường hợp hãm phanh mà lực có cùng độ lớn thì xe nào có khối lượng lớn hơn sẽ bị dừng lại lâu hơn.
Lực quán tính là gì?
Lực quán tính hay còn được gọi là lực ảo. Lực quán tính sẽ xuất hiện trên mọi khối lượng có trong hệ quy chiếu phi quán tính. Hiểu đơn giản, lực quán tính được sinh ra trong hệ quy chiếu phi quán tính, có thể gây biến dạng và gia tốc vật. Khác với các lực khác, lực quán tính không có phản lực.
Trong cơ học, lực quán tính là dạng lực có tác động lên vật. Đồng thời lực quán tính có thể phụ thuộc hoàn toàn vào trạng thái chuyển động hệ quy chiếu.
Điều này cũng giải thích cho hiện tượng cơ học có trong hệ quy chiếu phi quán tính. Trong trường hợp coi lực quán tính là một thành phần có trong các lực tổng cộng sẽ phù hợp định luật cơ học đó.
Các hệ quy chiếu chuyển động thẳng đều so hệ quy chiếu quán tính đều là quán tính. Ngược lại hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc với hệ quy chiếu quán tính là phi quán tính. Theo đó, lực quán tính tỉ lệ thuận khối lượng vật thể và gia tốc hệ quy chiếu phi quán tính so với quán tính. Lực này có hướng ngược với hướng gia tốc.
Công thức tính lực quán tính
Trong hệ quy chiếu phi quán tính, xét một vật có khối lượng m. Tại một thời điểm nhất định hệ quy chiếu chuyển động với gia tốc (a) so hệ quy chiếu quán tính. Lúc này, vật (m) chịu tác dụng lực quán tính. Ta có công thức để tính lực quán tính là:
Trong đó:
- Fqt: Lực quán tính, đơn vị (N)
- m: Khối lượng của vật
- a: Gia tốc có trong hệ quy chiếu chuyển động, đơn vị (m/s2)
Lực quán tính xuất hiện khi một hệ quy chiếu có gia tốc lớn hơn so với hệ quy chiếu khác.
Tìm hiểu lực quán tính
Hệ quy chiếu phi quán tính lực quán
- Hệ quy chiếu chỉ có gia tốc tịnh tiến
Ta gọi K’ là hệ quy chiếu phi quán tính, chuyển động gia tốc tịnh tiến so với hệ quy chiếu quán tính K. Mọi khối lượng m trong hệ quy chiếu K’ luôn chịu tác động lực quán tính tịnh tiến F= -ma
- Hệ quy chiếu chỉ có chuyển động quay
Trong hệ quy chiếu quay tốc độ góc là hệ quy chiếu quán tính mọi khối lượng m luôn phải chịu tác động 3 lực quán tính còn lại như sau:
Trong đó, 
là sự thay đổi vectơ tốc độ góc Ω theo thời gian.
- Hệ quy chiếu tổng quát
Với hệ quy chiếu phi quán tính K’, quay tốc độ Ω , có tịnh tiến gia tốc là a so hệ quy chiếu quán tính K’ mọi khối lượng m phải chịu tác động 4 lực quán tính nêu trên.
Lực quán tính ly tâm là gì?
Lực quán tính ly tâm là trường hợp riêng lực quán tính. Dạng lực này chỉ xuất hiện khi chọn hệ quy chiếu vật có chuyển động tròn. Lý giải trong vật lý, đây là hệ quả trường gia tốc, xuất hiện ở hệ quy chiếu không quán tính. Trong trường hợp này sẽ được gọi là hệ quy chiếu quay.
Trong hệ quy chiếu quay, các vật thể chuyển động thẳng đều theo hệ quy chiếu quán tính, bị đẩy theo phương xuyên tâm quay. Lực đẩy vật thể ra trong hệ quy chiếu gọi là lực ly tâm.
Thông thường, lực quán tính ly tâm tác dụng lên vật nằm trong hệ quy chiếu quay. Phương là đường thẳng nối tâm đường cong với tâm của chuyển động. Chiều hướng tâm của đường cong hướng ra ngoài. Lực ly tâm tỷ lệ khối lượng vật chuyển động, bình phương tốc độ dài và tỉ lệ nghịch bán kính đường cong.
Các ví dụ ứng dụng lực quán tính trong cuộc sống
Những ví dụ sau đây sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về quán tính là gì? Các bạn có thể tự làm theo để kiểm nghiệm nhé.
- Khi rũ bụi bẩn khỏi chăn màn hay quần áo rồi dừng lại đột ngột bạn sẽ thấy bụi bẩn tiếp tục chuyển động và rơi ra khỏi đó.
- Khi chúng ta đóng đinh vào tường nếu như chiếc búa dừng lại thì chiếc đinh vẫn theo quán tính mà tiếp tục lún sâu vào tường.
- Khi bút mực của chúng ta bị tắc. Thông thường ta sẽ vẩy mạnh bút để tiếp tục viết được. Khi đó nếu để ý dù dừng đột ngột nhưng mực vẫn tiếp tục chuyển động về phía trước.
Hoặc đơn giản, trong hai đội kéo co khi một đội đột ngột thả tay. Hiển nhiên đội còn lại sẽ bị ngã về phía kéo của sợi dây đó.
Lực quán tính là mảng kiến thức trọng tâm trong chương trình vật lý. Hy vọng rằng bài tổng hợp giúp việc vận dụng lý thuyết này giúp các bạn dễ dàng chinh phục được các bài tập liên quan đến lực quán tính thang máy, sự cân bằng lực quán tính. Đừng ngần ngại, có phần nào chưa hiểu hãy để lại bình luận mọi người sẽ giúp bạn giải đáp!
Tôi là Phạm Xuân Thanh – Tôi đã có kinh nghiệm hơn 3 năm review đánh giá về các loại máy móc công nghiệp, thiết bị vệ sinh công nghiệp, cách chăm sóc xe hơi. Tôi hy vọng những kiến thức mà tôi chia sẻ có thể giúp mọi người hiểu rõ hơn về các công dụng, chức năng của các loại thiết bị công nghiệp và các cách chăm sóc xe hơi này.
