Sách Vật lý/Định luật Newton

5 Định luật Newton

5 Định luật Newton- các định luật vật lí được nhà vật lí học Isaac Newton tìm ra lần đầu tiên và được xuất bản trong cuốn sách Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Các nguyên lý toán học của triết học tự nhiên) năm 1687. Newton dùng những định luật này để giải thích và nghiên cứu chuyển động của các vật thể, ví dụ như chuyển động của các hành tinh trong hệ mặt trời.[5]

1. Vật ở nguyên trạng thái khi không có Lực tương tác
2. Khi có Lực tương tác, vật sẻ thay đổi trạng thái
3. Vật sẻ tạo một phản lực chống lại lực tương tác
4. Lực hút giửa hai vật tỉ lệ với bình phương khoảng cách giửa hai vật
5. Ở trạng thái cân bằng, tổng lực tương tác với vật bằng không

Định luật về Chuyển động của Newton

Các định luật về Chuyển động của Newton là một hệ thống gồm 3 định luật đặt nền móng cơ bản cho cơ học cổ điển. Chúng mô tả mối quan hệ giữa một vật thể và các lực tác động cũng như chuyển động của vật thể đó. Các định luật đã được diễn giải theo nhiều cách khác nhau trong suốt 3 thế kỷ sau đó,

F = 0	Không có lực tương tác , không có chuyển động	Vật sẽ đứng yên
F≠ 0	Lực tương tác với vật tạo ra chuyển động	Vật sẽ di chuyển
Σ F = 0	Tổng lực trên vật bằng không, vật ở trạng thái cân bằng	Vật ở trạng thái cân bằng

Di chuyển không bị cản trở

Di chuyển trên mặt đất

O → F

$F=m\frac{v}{t}=\frac{p}{t}$

$p=mv=Ft$

Di chuyển rơi xuống đất

O

↓

$F_g=mg=\frac{mMG}{h^2}$

$h=\sqrt{\frac{mMG}{F}}$

Di chuyển trong không trung

↑

O

↓

$F_p=F_g$

$\frac{mv}{t}=mg$

$a=g=\frac{MG}{h^2}$

$h=\sqrt{\frac{MG}{a}}$

$v=gt$

$t=\frac{v}{g}$

$W_p=W_g$

$\frac{m{v}^2}{2}=mgh$

$v=\sqrt{2gh}$

$d=\frac{v^2}{2g}$

Di chuyển với cản trở lực

Vật di chuyển với lực cản của Không khí

Cân bằng Động lực và lực ma sát cản trở chuyển động

Fu <-- O --> Fp

$F_p=F_{\mu }$

$\frac{mv}{t}=\mu F_N$

$v=\frac{\mu F_{N}t}{m}$

$t=\frac{mv}{\mu F_N}$

$W_p=W_{\mu }$

$\frac{m{v}^2}{2}=\mu F_{N}d$

$v=\sqrt{\frac{2\mu F_{N}d}{m}}$

$d=\frac{m{v}^2}{2\mu F_N}$

Vật rơi với lực cản của Không khí

$F_g=F_{a}sin\theta =mg$

$F_p=F_{a}cos\theta =m\frac{v}{t}$

$F_a=\sqrt{F_p^2+F_g^2}=m[(\frac{v}{t}{)}^2+g^2)]$

$\theta =Ta{n}^{-1}\frac{F_g}{F_p}=Ta{n}^{-1}\frac{gt}{v}$

Vật vô quỹ đạo

Vật vô quỹ đạo vòng tròn

$F_r=F_g$

$mvr=mg$

$v=\frac{g}{r}$

$r=\frac{g}{v}$

$W_r=W_g$

$\frac{m{v}^2}{r}=mgh$

$v=\sqrt{rgh}$

$d=\frac{v^2}{rg}$

Chuyển động của điện tích

Lực Coulomb

$F=K\frac{Q_{+}{Q}_{-}}{r^2}=K\frac{Q^2}{r^2}$

$r=K\frac{Q^2}{F}$

Lực Ampere

$F=QE=\frac{QV}{l}=\frac{W}{l}$

$l=\frac{W}{F}$

$v=\frac{l}{t}=\frac{W}{Ft}=\frac{U}{F}$

$t=\frac{l}{v}=\frac{W}{U}$

Lực Lorentz

$F=QvE=ItvB=IlB$

$l=\frac{F}{IB}$

$v=\frac{F}{QB}$

$t=\frac{l}{v}=\frac{Q}{I}$

$d=\sqrt{l_1^2+l_2^2}$

$l_1=\frac{QV}{F_E}$

$l_1=\frac{F_B}{IB}$

Nguyên tử điện

Bán kính nguyên tử

$Q_e=e$

$Q_{pn}=Ze$

Cân bằng lực hút điện tích và lực động lực

$F_Q=F_p$

$\frac{KZ{e}^2}{r^2}=\frac{m{v}^2}{r}$

$r=\frac{KZ{e}^2}{m{v}^2}$

Cân bằng động lực lượng tử và động lực di chuyển theo vòng tròn

$P_h=P_r$

$\frac{nh}{2\pi }=mvr$

$v=\frac{n\hslash }{mr}$

$r=\frac{KZ{e}^2}{m(\frac{n\hslash }{mr}{)}^2}=mKZ(\frac{e}{n\hslash }{)}^2$

Tổng năng lượng

$E_t=E_Q+E_p=0$

$E_t=\frac{KZ{e}^2}{r}+\frac{m{v}^2}{2}=0$

$\frac{m{v}^2}{2}=-\frac{KZ{e}^2}{r}$

Năng lượng lượng tử

$\mathrm{\Delta }E=E_n-E_{n-1}=nhf=nh\frac{C}{\lambda }$

$f=\frac{\mathrm{\Delta }E}{nh}$

$\lambda =\frac{nhC}{\mathrm{\Delta }E}$

Di chuyển không bị cản trở

Di chuyển trên mặt đất

O → F

$F=m\frac{v}{t}=\frac{p}{t}$

$p=mv=Ft$

Di chuyển rơi xuống đất

O

↓

$F_g=mg=\frac{mMG}{h^2}$

$h=\sqrt{\frac{mMG}{F}}$

Di chuyển trong không trung

↑

O

↓

$F_p=F_g$

$\frac{mv}{t}=mg$

$a=g=\frac{MG}{h^2}$

$h=\sqrt{\frac{MG}{a}}$

$v=gt$

$t=\frac{v}{g}$

$W_p=W_g$

$\frac{m{v}^2}{2}=mgh$

$v=\sqrt{2gh}$

$d=\frac{v^2}{2g}$

Di chuyển với cản trở lực

Vật di chuyển với lực cản của Không khí

Cân bằng Động lực và lực ma sát cản trở chuyển động

Fu <-- O --> Fp

$F_p=F_{\mu }$

$\frac{mv}{t}=\mu F_N$

$v=\frac{\mu F_{N}t}{m}$

$t=\frac{mv}{\mu F_N}$

$W_p=W_{\mu }$

$\frac{m{v}^2}{2}=\mu F_{N}d$

$v=\sqrt{\frac{2\mu F_{N}d}{m}}$

$d=\frac{m{v}^2}{2\mu F_N}$

Vật rơi với lực cản của Không khí

$F_g=F_{a}sin\theta =mg$

$F_p=F_{a}cos\theta =m\frac{v}{t}$

$F_a=\sqrt{F_p^2+F_g^2}=m[(\frac{v}{t}{)}^2+g^2)]$

$\theta =Ta{n}^{-1}\frac{F_g}{F_p}=Ta{n}^{-1}\frac{gt}{v}$

Vật vô quỹ đạo

Vật vô quỹ đạo vòng tròn

$F_r=F_g$

$mvr=mg$

$v=\frac{g}{r}$

$r=\frac{g}{v}$

$W_r=W_g$

$\frac{m{v}^2}{r}=mgh$

$v=\sqrt{rgh}$

$d=\frac{v^2}{rg}$

Chuyển động của điện tích

Lực Coulomb

$F=K\frac{Q_{+}{Q}_{-}}{r^2}=K\frac{Q^2}{r^2}$

$r=K\frac{Q^2}{F}$

Lực Ampere

$F=QE=\frac{QV}{l}=\frac{W}{l}$

$l=\frac{W}{F}$

$v=\frac{l}{t}=\frac{W}{Ft}=\frac{U}{F}$

$t=\frac{l}{v}=\frac{W}{U}$

Lực Lorentz

$F=QvE=ItvB=IlB$

$l=\frac{F}{IB}$

$v=\frac{F}{QB}$

$t=\frac{l}{v}=\frac{Q}{I}$

$d=\sqrt{l_1^2+l_2^2}$

$l_1=\frac{QV}{F_E}$

$l_1=\frac{F_B}{IB}$

Nguyên tử điện

Bán kính nguyên tử

$Q_e=e$

$Q_{pn}=Ze$

Cân bằng lực hút điện tích và lực động lực

$F_Q=F_p$

$\frac{KZ{e}^2}{r^2}=\frac{m{v}^2}{r}$

$r=\frac{KZ{e}^2}{m{v}^2}$

Cân bằng động lực lượng tử và động lực di chuyển theo vòng tròn

$P_h=P_r$

$\frac{nh}{2\pi }=mvr$

$v=\frac{n\hslash }{mr}$

$r=\frac{KZ{e}^2}{m(\frac{n\hslash }{mr}{)}^2}=mKZ(\frac{e}{n\hslash }{)}^2$

Tổng năng lượng

$E_t=E_Q+E_p=0$

$E_t=\frac{KZ{e}^2}{r}+\frac{m{v}^2}{2}=0$

$\frac{m{v}^2}{2}=-\frac{KZ{e}^2}{r}$

Năng lượng lượng tử

$\mathrm{\Delta }E=E_n-E_{n-1}=nhf=nh\frac{C}{\lambda }$

$f=\frac{\mathrm{\Delta }E}{nh}$

$\lambda =\frac{nhC}{\mathrm{\Delta }E}$