Chuyển động học là gì?

Trong vật lý, khái niệm chuyển động học là một khái niệm cơ bản, nhưng cũng đầy rắc rối khiến chúng ta phải vò đầu bức tai khi nhắc đến nó. Vậy chúng ta cùng nhau tìm hiểu dưới bài viết này nhé cùng với Wikihoidap.org!

Chuyển động học là gì?

Chuyển động học là một nhánh của cơ học cổ điển, có mục đích mô tả chuyển động của các điểm, vật thể và hệ vật trong khi bỏ qua nguyên nhân dẫn đến các chuyển động đó. Chuyển động học là một lĩnh vực nghiên cứu, thường được gọi là "hình học của chuyển động" và đôi khi được xem là một nhánh của toán học. Vấn đề về chuyển động học được phát sinh bằng việc mô tả lại hình dạng của hệ và khai báo các điều kiện ban đầu của bất kỳ giá trị đã biết nào về vị trí, vận tốc và/hoặc gia tốc các điểm trong hệ. Sau đó, sử dụng các lập luận từ hình học, vị trí, vecto và gia tốc của phần chưa biết trong hệ để xác định nó. Nghiên cứu về cách lực tác dụng lên các cơ quan nằm trong động học, chứ không phải chuyển động học. Để biết thêm thông tin, xem động học.

1. Vectơ vị trí và vectơ độ dời

- Vecto vị trí: 

- Lưu ý 1: Khi giải bài tập cho theo dạng trên, việc đầu tiên cần làm là tách ra ba thành phần riêng biệt x, y, z. Tương ứng với vận tốc và gia tốc.

- Lưu ý 2: Chú ý đến những đại lượng r, v, a người ta cho ở thời điểm t nào. Nếu không nói gì thì có thể hiểu là có thể áp dụng cho toàn bộ quá trình chuyển động (bất kể t nào cũng thỏa)

- Vectơ độ dời: r= r2 - r1

- Khử biến t trong phương trình chuyển động (equations of motion) ta sẽ được phương trình quỹ đạo chuyển động của chất điểm (trajectory equation).

F(x, y, z) = 0

- Có 2 kĩ thuật thông dụng để khử t:

  • Lợi dụng tính chất sin2t + cos2t = 1 => Áp dụng cho những bài có sin cos.
  • Phương pháp thế => Áp dụng cho hầu hết các bài còn lại.

2. Vectơ vận tốc

- Vận tốc là đại lượng vectơ đặc trưng cho sự thay đổi về phương, chiều và độ lớn của vectơ vị trí theo thời gian: v=Δr/Δt

- Vận tốc khác tốc độ (velocity  speed): vận tốc là đại lượng vectơ (có phương, chiều và độ lớn) còn tốc độ là đại lượng vô hướng.

- Vận tốc trung bình khác tốc độ trung bình.

- Vận tốc trung bình khác vận tốc tức thời (average velocity instantaneous velocity): vận tốc trung bình là xét sự thay đổi vị trí trong khoảng thời gian tương đối lớn, còn vận tốc tức thời là xét trong khoảng thời gian tiến đến 0 (gần như tức thời).

- Vận tốc có phương tiếp tuyến (tangential) với quỹ đạo và có chiều hướng theo chiều chuyển động của chất điểm.

3. Vectơ gia tốc

- Gia tốc là đại lượng vectơ đặc trưng cho sự thay đổi vectơ vận tốc cả về phương, chiều và độ lớn theo thời gian: a=Δv/Δt

- Tuy nhiên để thuận tiện, người ta thường phân tích gia tốc thành 2 thành phần: gia tốc pháp tuyến (hướng tâm) và gia tốc tiếp tuyến