Quán tính là gì?
Quán tính là gì? Lực quán tính là gì? Nó xuất phát từ đâu? Đây là câu hỏi thắc mắc của rất nhiều người đặt ra khi được lý giải về các hiện tượng xuất hiện trong tự nhiên như khả năng chuyển động của các hành tinh, lực hấp dẫn của trái đất,… Vì thế, hãy để Trang tài liệu giúp các bạn có những cái nhìn cụ thể nhất về loại lực này chúng tôi đã tổng hợp các kiến thức liên quan tới quán tính và lực quán tính, bạn đọc hãy tham khảo nhé!
Mục lục
Quán tính là gì?
Khái niệm: Quán tính là tính chất của mọi vật có xu hướng bảo toàn vận tốc cả về hướng và độ lớn.
Quán tính là tính chất đặc trưng cho sự cản trở của các đối tượng có khối lượng đối với bất kỳ sự thay đổi nào về vận tốc của nó. Điều này bao gồm những thay đổi đối với tốc độ hoặc hướng chuyển động của đối tượng.
Khi có lực tác động, vật không thể thay đổi vận tốc đột ngột vì có quán tính. Vật bên trong sẽ chuyển động ngược chiều với chuyển động của vật bên ngoài. Lực tác động càng lớn thì sự biến đổi chuyển động càng nhanh.
Một khía cạnh của tính chất này là xu hướng của các vật thể tiếp tục chuyển động trên một đường thẳng với tốc độ không đổi, khi không có lực nào tác động lên chúng. Ngoài ra, khía cạnh khác của tính chất này là khi không có lực nào tác động lên chúng thì xu hướng của các vật thể sẽ tiếp tục chuyển động trên một đường thẳng với tốc độ không đổi.
Trong lý thuyết tương đối rộng, chuyển động theo quán tính là chuyển động theo đường trắc địa trong không thời gian. Ngoài ra, khi có một vật bên trong một vật: Theo quán tính,vật ở bên trong sẽ chuyển động ngược hướng với chiều chuyển động của vật bên ngoài.
Nguyên lý quán tính là một trong những nguyên lý cơ bản trong vật lý cổ điển vẫn được sử dụng cho đến ngày nay để mô tả chuyển động của các vật thể và cách chúng bị ảnh hưởng bởi các lực tác dụng lên chúng.
Lực quán tính là gì?
Lực quán tính hay còn gọi là lực ảo, là lực sinh ra trong hệ quy chiếu phi quán tính, có thể gây biến dạng và gia tốc cho vật đồng thời không có phản lực.
Trong cơ học cổ điển, lực quán tính tác động lên vật phụ thuộc vào trạng thái chuyển động của hệ quy chiếu nhưng không được quy về lực cơ bản.
Vì hệ quy chiếu chuyển động thẳng đều (không có gia tốc) với hệ quy chiếu quán tính đều là quán tính. Còn hệ quy chiếu chuyển động có gia tốc với hệ quy chiếu quán tính là phi quán tính.
Lực quán tính tỉ lệ thuận với khối lượng của vật và gia tốc của hệ quy chiếu phi quán tính. Lực này có hướng ngược lại với hướng của gia tốc.
Ví dụ về lực quán tính trong thực tế
Để làm rõ hơn về khái niệm Quán tính là gì? thì nội dung này sẽ đưa ra ví dụ về quán tính.
Ví dụ:
– Khi ô tô đột ngột rẽ phải, phần thân trên của hành khách trên xe có xu hướng chuyển động tiếp theo hướng của vận tốc cũ, do đó hành khách bị nghiêng về bên trái.
– Khi nhảy từ bậc cầu thang cao xuống, chân ta bị gập lại. Vì khi nhảy từ trên cao, người và chân chuyển động cùng vận tốc, khi chạm đất, bàn chân dừng lại nhưng toàn thân và cẳng chân vẫn tiếp tục chuyển động xuống dưới theo quán tính, chân bị gập lại.
– Sau khi giặt quần áo xong, trước khi phơi, người ta thường giũ mạnh quần áo cho nước văng ra. Vì lúc đầu, quần áo và nước trong quần áo cùng chuyển động, khi quần áo dừng lại đột ngột, những giọt nước trong quần áo vẫn duy trì vận tốc cũ, theo quán tính.
Công thức tính lực quán tính
Một vật có khối lượng m trong hệ quy chiếu phi quán tính. Tại một thời điểm bất kỳ, hệ quy chiếu sẽ chuyển động với gia tốc a so với hệ quy chiếu quán tính. Lúc này, vật sẽ chịu tác động của quán tính theo công thức như sau:
Trong đó:
- Fqt: lực quán tính (N)
- m: khối lượng của vật
- a: gia tốc trong hệ quy chiếu chuyển động (m/s2)
Lực quán tính xuất hiện khi hệ quy chiếu có gia tốc lớn hơn so với hệ quy chiếu còn lại. Gia tốc bất kỳ do đó lực quán tính cũng tùy ý.
4 lực quán tính theo cách gia tốc thường gặp là:
- 1 lực được tạo ra bởi 1 gia tốc tương đối bất kỳ theo 1 đường thẳng
- Hai lực được tạo ra ngẫu nhiên từ chuyển động quay (lực Coriolis và lực quán tính ly tâm)
- Lực cuối (lực Euler) được sinh ra do sự thay đổi của tốc độ quay.