Quán tính là gì? Công thức tính lực quán tính như thế nào? Để có cái nhìn rõ hơn về loại lực này hãy tham khảo bài viết mà chúng tôi đã tổng hợp dưới đây.
Contents
Tìm hiểu về quán tính là gì?
Quán tính nghĩa là gì?
Khái niệm quán tính là gì đã được đề cập tới trong SGK Vật lý lớp 8 và tiếp tục học nâng cao trong chương trình Vật lý lớp 10.
Theo đó, quán tính là lực cản của một vật thể khi nó không thay đổi trạng thái chuyển động hay trạng thái của hệ thống mà nó tham gia. Hay nói cách khác quán tính chính là tính chất của vật khi có xu hướng bảo toàn vận tốc cả về hướng và độ lớn.
Những vật có khối lượng càng lớn thì quán tính càng lớn, cần có lực tác động lớn hơn để thay đổi chuyển động. Khi có lực tác động, vật đó sẽ không thể thay đổi vận tốc đột ngột bởi tác dụng của lực quán tính. Cho nên vật bên trong sẽ chuyển động ngược chiều với chuyển động của vật bên ngoài. Nếu lực tác động càng lớn thì sự biến đổi chuyển động của vật sẽ diễn ra càng nhanh.
Ví dụ:
- Khi ô tô đang đi phanh gấp thì người ngồi trên ô tô sẽ chúi về phía trước.
- Hai ô tô cùng di chuyển với cùng một vận tốc, khi hãm phanh lại với một lực giống nhau thì ô tô nào có khối lượng lớn sẽ dừng lại chậm hơn.
Hệ quy chiếu quán tính là gì?
Hệ quy chiếu quán tính là hệ quy chiếu gắn được gắn vào vật bất kỳ nào đó đang đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều.
Momen quán tính là gì?
Momen quán tính là một đại lượng đặc trưng cho mức quán tính của vật thể ở trạng thái chuyển động quay, tương tự như khối lượng trong chuyển động thẳng. Chính vì vậy, mô men quán tính còn được gọi là mô men quán tính khối lượng.
Lực quán tính là gì?
Lực quán tính còn được gọi là lực ảo, có khả năng gây biến dạng, tạo ra gia tốc cho vật. Lực quán tính không có phản lực, là lực sinh ra từ một hệ quy chiếu phi quán tính.
Trong cơ học cổ điển, lực quán tính khi tác dụng lên một vật sẽ phụ thuộc vào trạng thái chuyển động của hệ quy chiếu, nhưng lực này sẽ không được quy về lực cơ bản. Nguyên nhân bởi trong hệ quy chiếu chuyển động thẳng đều sẽ không có gia tốc nên gọi là hệ quy chiếu quán tính đều. Còn với hệ quy chiếu của chuyển động có gia tốc với hệ quy chiếu có quán tính gọi là hệ quy chiếu phi quán tính.
Ngoài ra, lực quán tính tỉ lệ thuận với gia tốc và khối lượng của vật trong hệ quy chiếu phi quán tính. Lực này có hướng ngược với hướng của gia tốc nằm trong hệ quy chiếu không quán tính.
Công thức tính lực quán tính
Ta xét trong hệ quy chiếu phi quán tính, một vật có khối lượng m. Tại một mốc thời điểm nhất định, hệ quy chiếu sẽ chuyển động và có gia tốc a. Khi đó vật khối lượng m sẽ chịu tác động của lực quán tính được xác định theo công thức sau:
Trong đó:
- Fqt: Là ký hiệu lực quán tính (N)
- m: Là ký hiệu khối lượng của vật (kg)
- a: Là ký hiệu của gia tốc của vật trong hệ quy chiếu chuyển động (m/s2)
Lực quán tính sẽ xuất hiện khi hệ quy chiếu đó có gia tốc lớn hơn so với những hệ quy chiếu còn lại. Trong đó có 4 lực quán tính theo gia tốc thường gặp đó là:
- Một lực được tạo ra bởi gia tốc tương đối, bất kỳ theo một đường thẳng.
- Hai lực sẽ được tạo ra ngẫu nhiên bởi chuyển động quay (gồm lực Coriolis và lực quán tính ly tâm)
- Lực cuối (còn gọi là lực Euler) được sinh ra bởi sự thay đổi tốc độ của vật đó.
Các ví dụ về quán tính trong thực tiễn
Ví dụ 1: Khi xe ô tô đang đi đột ngột rẽ trái, người ngồi trong xe sẽ bị nghiêng về bên phải.
=> Hiện tượng này xảy ra vì lúc đầu, xe ô tô và người trong xe cùng chuyển động, đến khi xe đột ngột rẽ trái, thì người ngồi trong xe sẽ không thể đổi hướng ngay theo quán tính mà vẫn duy trì chuyển động như cũ, dẫn đến hiện tượng bị nghiêng người sang phải.
Ví dụ 2: Khi nhảy từ trên cao xuống dưới đất, chân chúng ta bị gập lại.
=> Nguyên nhân bởi khi nhảy từ trên cao xuống, người và chân sẽ cùng 1 vận tốc. Do đó khi chạm đất, bàn chân dừng lại nhưng những phần trên của thân người vẫn tiếp tục chuyển động xuống dưới theo quán tính dẫn đến chân bị gập lại.
Ví dụ 3: Khi hai đội đang kéo co, nếu 1 đội đột ngột buông tay sẽ khiến cho đội còn lại ngã nhào.
=> Hiện tượng này xảy ra là do lực quán tính trong trò chơi kéo co.
Ví dụ 4: Khi bút máy bị tắc mực, người dùng sẽ thường cầm bút vẩy mạnh, mực sẽ văng ra.
=> Bởi vì khi vẩy mạnh, bút và mực trong bút cùng chuyển động. Sau đó, bút dừng lại đột ngột nhưng mực vẫn tiếp tục chuyển động xuống đầu ngòi bút, làm cho mực văng ra ngoài theo quán tính.
Ví dụ 5: Sau khi giặt quần áo xong, trước khi đem phơi người ta thường giũ mạnh để cho nước văng ra ngoài, quần áo khô nhanh hơn.
=> Bởi vì khi giũ quần áo thì quần áo và nước cùng chuyển động, khi quần áo dừng lại đột ngột, nước trong quần áo vẫn tiếp tục duy trì vận tốc cũ, theo quán tính.
XEM THÊM:
Trên đây là những kiến thức cơ bản tổng hợp về quán tính là gì, công thức tính lực quán tính, cũng như một số ví dụ trong thực tế. Hy vọng qua bài viết mà chúng tôi đã chia sẻ trên đây đã giúp bạn có thêm nhiều kiến thức hữu ích về quán tính và có thể ứng dụng trong học tập, công việc. Đừng quên theo dõi mayruaxegiadinh để cập nhật những thông tin thú vị trong bài viết tiếp theo nhé!
