Tài liệu TIỂU LUẬN: BÀI TẬP VẬT LÍ ĐẠI CƯƠNG

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆP THỰC PHẨM TPHCM KHOA: CÔNG NGHỆ SINH HỌC & KĨ THUẬT MÔI TRƯỜNG NGÀNH: KĨ THUẬT MÔI TRƯỜNG MÔN: VẬT LÍ ĐẠI CƯƠNG TIỂU LUẬN: BÀI TẬP VẬT LÍ ĐẠI CƯƠNG NHÓM : TÊN SV MÃ SV 1. CAO THỊ BÍCH HẠNH 2. GIẢNG TRƯỜNG DUY 3. TRẦN NGỌC ĐÚNG 4. TRẦN THANH MAI 5. HUỲNH VĂN TÂM 3009100257 3009100038 3009100036 3009100108 3009100176 LỚP: 10CDMT2 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆP THỰC PHẨM TPHCM ---------------------------------------------------------- KHOA: CÔNG NGHỆ SINH HỌC & KĨ THUẬT MÔI TRƯỜNG NGÀNH: KĨ THUẬT MÔI TRƯỜNG MÔN: VẬT LÍ ĐẠI CƯƠNG TIỂU LUẬN: BÀI TẬP VẬT LÍ ĐẠI CƯƠNG NHÓM : TÊN SV 1. CAO THỊ BÍCH HẠNH 2. GIẢNG TRƯỜNG DUY 3. TRẦN NGỌC ĐÚNG 4. TRẦN THANH MAI 5. HUỲNH VĂN TÂM MÃ SV 3009100257 3009100038 3009100036 3009100108 3009100176 LỚP: 10CDMT2 TPHCM, ngày 27 tháng 11 năm 2010 Câu 1: Các ứng dụng trong kĩ thuật và đời sống của lực ma sát A. Khái niệm lực ma sát: _Là lực sinh ra khi một vật chuyển động trên một vật khác và hướng ngược chiều chuyển động của vật. Gồm: 1. Lực ma sát trược _Là lực ma sát sinh ra khi một vật chuyển động trược trên bề mặt chuyển động của một vật khác. 2. Lực ma sát lăn _Là lực ma sát sinh ra khi một vật lăn trên bề mặt của một vật khác. 3. Lực ma sát nghỉ _Là lực xuất hiện giữ cho vật không bị trược khi chịu tác dụng của lực khác. Như vậy lực ma sát có thể có lợi hoặc có hại. 4. Các ứng dụng của lực ma sát trong kĩ thuật và đời sống. _ Để truyền chuyển động quay của động cơ ra ngoài làm quay các máy công cụ,người ta nối trục quay của động cơ với trục quay của máy bằng dây cuaroa.Nhờ có lực ma sát nghỉ giữa dây cuaroa với vô lăng mà dây cuaroa không bị trược và làm máy công cụ quay theo động cơ. _Nếu không có lực ma sát thì khi viết bảng phấn không ăn được lên bảng và khi ấy ta không thể viết ra được.Và muốn để tăng đô ma sát để phấn viết trên bảng tốt hơn thì nguời ta làm cho mặt bản tăng độ nhám. _Khi ta khoan,tiện thì lực ma sát nghỉ giữa bệ máy tiện,máy khoan …với mặt sàn làm cho các máy có thể đứng cố định trên mặt sàn khi đang tiện,khoan… _Giữa bệ súng đại bác với mặt đất có lực ma sát nghỉ,cho nên khi bắn,đại bác vẫn giữ được cố định trên mặt đất.Chính vì thế mà khi bắn thì đại bác không dịch chuyển đi chổ khác. _Bàn chân ta đứng được trên mặt đất là do đâu? Đó chính là do bà chân ta và mặt đất có lực ma sát nghỉ. _Khi chuyển các kiện hàng từ trên cao xuống đất bằng mặt phẳng nghiêng,thì giữa kiện hàng và mặt phẳng nghiêng có lực ma sát trược.Chính vì vậy,hàng hóa có thể đưa xuống mặt đất một cách dễ dàng hơn. _Khi trược trên cầu trược xuống đất,giữa lưng ta và mặt cầu trược có lực ma sát trược vì thế ta mới giảm được tốc độ khi ta trược. _Khi ta đi trên sàn đá hoa mới lau thì rất dễ bị ngã do lực ma sát trược giữa bàn chân của ta với mặt sàn cho nên khi ta đi trên những mặt phẳng nhẵn,bóng dễ trượt thì ta phải mang dép có nhiều rãnh để tăng độ ma sát.Nhưng không chỉ có lợi cho ta mà bên cạnh đó nó còn có hại cho chúng ta đó là làm đế dép ta mau mòn _Khi ô tô đi trên bùn thì ô tô rất dễ bị sa lầy,vì lực ma sát giữa bánh xe và mặt đường có bùn nhỏ,vì vậy bánh xe không bám vào mặt đường được cho nên xe bị sa lầy.Khi mà ô tô bị sa lầy người ta thường tìm kiếm những vật dụng cứng như:cây gỗ,ván…đặt phía dưới bánh xe để tăng đô ma sát cho chúng. _Mặt lốp ô tô vận tải phải có khía sâu hơn mặt lốp xe đạp,vì để ô tô và xe đạp chuyển động được trên mặt đường thì giữa bánh xe và mặt đường phải có lực ma sát để bánh xe có thể bám được trên mặt đường.Xe ô tô chuyên chở vận tải nặng nên cần phải có lực ma sát nhiều hơn xe đạp.Do đó lốp xe ô tô phải có rất nhiều khía sâu.Trong trường hợp này thì lực ma sát có lợi cho ta rất nhiều _Người ta phải bôi nhựa cây thông vào dây cung đàn ở cần kéo nhị để tăng ma sát trược.Cho nên khi kéo đàn thì cần kéo sẽ cọ với dây đờn và phát ra âm thanh. _Khi ta xây nhà mà muố nhà mình đẹp hơn thì người ta phải sơn màu và khi sơn màu thì giữa Rulo với mặt tường có lực ma sát lăn cho nên khi ta sơn thì sơn mới bám vào tường được. _Trong phanh xe máy nếu ta chạy nhanh mà không có thắng thì rất nguy hiểm.Cho nên khi ta thắng thì lực ma sát của phanh thắng rất lớn.Mà khi lực ma sát lớn thì phanh mới phanh an toàn.Khi đó ta chạy xe thì mới tan toàn trong khi điều khiển xe máy. _Trong thể thao nhờ vận dung lực ma sát lăn ma chúng ta có thể trượt ba teen.Nó giúp chúng ta thư giãn,luyện tập thể thao,không những thế lực ma sát còn có rất nhiều hữu dụng cho cuộc sống của chúng ta. _Nếu không có lực ma sát thì khi ta xiết bulông,ốc và vít không thể nào gắn chặt với nhau được và như thế khi ta muốn xiết chặt một dụng cụ nào đó thì nhờ lực ma sát ta mới có thể xiết chặt chúng lại với nhau.Để tăng ma sát đối với bulông thì người ta phải làm cho rãnh than ốc và vít sâu them.Như vậy ta có thể xiết chặt chúng hơn. _Vì sau que diêm khi ta cọ vào chúng thì chúng lại cháy: đó là do giữa cây diêm với võ bao diêm có lực ma sát.Để đạt hiệu quả cao thì người ta tăng độ nhám cho võ bao diêm. _Ổ bi có tác dụng biến lực ma sát trược thành lực ma sát lăn và giảm lực ma sát đi rất nhiều lần.Nhờ sự phát minh ổ đĩa mà con người có thể chế tạo được các máy móc có tốc độ quay lớn,các phương tiện giao thông có thể chuyển động với vận tốc lớn.Như vậy không chỉ lực ma sát trượt mà lực ma sát lăn cũng có rất nhiều ứng dụng trong cuốc sống của chúng ta. _Có thể nói rằng mọi vật chuyển động đều có lực ma sát.Chỉ có điều là chúng có hại hay có ích mà thôi.Và khi lực ma sát có hại thì người ta lại tìm cách giảm đi lực ma sát ví dụ như làm nhẵn bề mặt,bôi nhớt,dầu nhờn để giảm lực ma sát. Câu 2: “khi lực tác dụng vuông góc với phương chuyện động thì lực sẽ không sinh công. Nếu kéo vật lên bằng ròng rọc cố định như hình vẽ bên dưới thì lực sẽ không sinh công!”. Hãy bình luận về câu nói trên. Trả lời: “Khi lực tác dụng vuông góc với phương chuyển động thì lực sẽ sinh công. Nếu kéo vật lên bằng ròng rọc cố định như hình vẽ trên thì lực sẽ không sinh công”. Câu nói trên là đúng! Ta có thể giải thích như sau: *Theo hình vẽ trên ta thấy: _ Có 1 lực F không đổi tác dụng lên sợi dây kéo vật A lên bằng ròng rọc cố định theo phương vuông góc, điểm đặt của nó chuyển dời một đoạn thẳng MN. Suy ra: Công A do lực F sinh ra trong chuyển dời MN là đại lượng có trị số: → ⎛→ → ⎞ A = F × MN × cos⎜ F × MN ⎟ ⎝ ⎠ → A = F × MN × cos 90 o A=0 Câu 3: thế nào là động cơ vĩnh cửu? Có khả năng chế tạo động cơ vĩnh cửu hay không. Nếu có, anh chị hãy cho biết phải có những điều kiện nào? Trả lời: _ Khái niệm: Động cơ vĩnh cửu là loại động cơ không cần cung cấp năng lượng vẫn có thể tự động chạy và sinh công hữu ích trong một thời gian đủ dài so với quá trình tồn tại của nhân loại. _ Điều kiện cần phải có để chế tạo động cơ vĩnh cửu: + Phải loại bỏ ma sát. Trong thực tế điều này khó có thể làm được. + Không cần nhiên liệu. + Giảm ma sát. * Động cơ vĩnh cửu là một ý tưởng hay. Nhưng với trình độ và điều kiện hiện nay thì không thể. Hơn nữa cũng có thể là không bao giờ có thể. Một số nhà phát minh nghiệp dư thường cố công đi tìm thứ động cơ vĩnh cửu, và đồ án của họ quy về một điều sau: nối động cơ điện với dynamo bằng dây cua roa, rồi lấy dây điện nối từ dynamo tới động cơ… Nếu làm cho dynamo chuyển động trước thì điện do nó sản xuất ra sẽ truyền tới động cơ điện và làm cho động cơ điện chuyển động, thế nhưng năng lượng do động cơ điện sản xuất ra sẽ qua dây cua roa truyền tới trục của dynamo làm cho dynamo chuyển động. Thế là nhà phát minh cho rằng hai cái máy đó sẽ vận chuyển lẫn nhau, và chuyển động cứ tiếp tục mãi mãi cho đến khi cả hai máy đều mòn mới thôi. Với các nhà phát minh thì ý nghĩ đó quả rất hấp dẫn. nhưng thực tế cho thấy rõ ràng trong điều kiện ấy, cả hai máy đều không làm việc được. Hãy cứ cho rằng hiệu suất của mỗi máy đều là 100 đi nữa, chúng ta cũng chỉ có thể làm cho chúng chuyển động vĩnh viễn theo phương pháp nói trên trong điều kiện hoàn toàn không có ma sát. Hai cái máy nối với nhau( theo ngôn ngữ của các kỹ sư thì gọi là “máy liên hợp”) về thực chất là một cái máy, phải tự mình lám cho máy chuyển động. Trong trường hợp không có ma sát, máy liên hợp có thể chuyển động vĩnh viễn được giống như bất kỳ một ròng rọc nào đó, nhưng sự chuyển động này chẳng có ích lợi gì hết. Bởi nếu bạn bắt loại động cơ này thực hiện một công bên ngoài là lập tức nó dừng lại ngay. Cho nên ở đây chỉ có thể nói đến “chuyển động vĩnh cửu” chứ không có “động cơ vĩnh cửu”. Còn khi có ma sát thì máy liên hợp hoàn toàn không chuyển động được. Tuy nhiên dù không có động cơ vĩnh cửu nhưng vẫn có động cơ ít tốn kém như đồng hồ dùng phóng xạ hạt nhân. Câu 4: Dùng các định luật newton giải thích một số hiện tượng vật lý? Trả lời: * Định luật 1 của Newton bắt nguồn từ một phát biểu trước đó của Galileo Galilei và còn được gọi là định luật quán tính. _ Nếu không chịu tác dụng bởi một tổng hợp lực có giá trị khác không thì một vật đang đứng yên sẽ đứng yên mãi mãi, và một vật đang chuyển động sẽ chuyển động mãi mãi. * Định luật 2 của Newton xét chất điểm ở trạng thái không cô lập, nghĩa là chịu tác dụng của những lực từ bên ngoài. * Định luật 3 xét mối liên hệ giữa các tương tác của hai vật. Hiện tượng người ngồi trên xe khách: Khi xe đang chạy đột nhiên thắng lại thì người ngồi trên xe bị ngã người về trước, sau đó khi xe khởi hành chạy tiếp thì người ngồi trên xe sẽ bị ngã người ra phía sau. Hiện tượng này có thể giải thích như sau: khi xe chạy người ngồi trên xe đang chịu tác dụng của trọng lực và lực quán tính, nên khi xe dừng lại thì theo quán tính dù không có lực tác dụng nhưng người ngồi trên xe vẫn tiếp tục hướng về phía trước. tương tự khi xe tiếp tục đi cũng vậy. Một người cột 1 sợi dây vào 1 cái cây ... Rồi sau đó kéo căng sợi dây... Hỏi Nếu buông tay ra, người ta sẽ ngã về phía trước hay phía sau ? Vì sao ? Hình ảnh minh họa Ở đây cả cây và người đều chưa chuyển động nên không thể ó quán tính ở đây. Đương nhiên là sẽ ngã ra sau. Nguyên nhân là khi kéo ta phải tạo lực tác động vào sợi dây. Do đó ta phải ngả người ra sau để trọng tâm của ta đi ra khỏi vùng diện tích chân đế. Nếu dây chưa đứt thì khi đó trọng tâm của người chịu 3 lực tác động đó là : - Phản lực của sợi dây, điểm đặt của lực là trọng tâm người và hướng ra sau. - Trọng lực, điểm đăt của lực và trọng tâm người hướng thẳng xuống dưới. - Phản lực của chính cơ thể người, điểm đặt là trọng tâm hướng dọc theo người từ dưới lên. 3 lực này nếu hợp vector với nhau có giá trị là vector 0. nên người không chuyển động cũng không ngã. Khi ko còn lực của sợi dây thì hợp lực khi đó có hướng đẩy người ra sau. Do ma sát và tốc độ phản xạ thấp nên phần cơ thể trên của thân người ( chứa trọng tâm) sẽ di chuyển ra sau và người ngã ra sau. Câu 5: Ứng dụng của vật lý học vào chuyên ngành mà các anh chị đang theo học? Như chúng ta đã biết vật lí có vai trò quan trọng trong đời sống của con người. Nó góp phần quan trọng vào việc phát triển đất nước.từ các định luật, định lí của các nhà khoa học con người đã tạo ra nhiều máy móc, vật liệu để phát triển đất nước.đặc biệt là việc ứng dụng vật lí vào việc giảm ô nhiễm môi trường. 1/ Tác dụng của trọng lực vào buồn lắng bụi: Đây là phương pháp phổ biến dung để tách các hạt khỏi một dòng khí chuyển động;các hạt này xẻ lắng xuống đấy hộp dưới tác đụng của trọng lực.thiết bị này xử lí bụi. 2)Tạo vật liệu nano: Để hưởng ứng cuộc kêu gọi cắt giảm khí CO2, công nghệ vật liệu nhẹ đã trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Chất dẻo nhiệt được làm nhẹ bằng cách thêm những phần tử nano đã cho phép giảm trọng lượng của vật liệu và rất phù hợp khi chế tạo các tấm cản và vỏ xe. Mục đích là để nghiên cứu phản ứng của vật liệu tại các tốc độ va chạm khác nhau. Tấm cản này là một chi tiết đặc biệt, được làm từ vậy liệu polyme nhiệt thay cho thép thông thường. Điều đó làm nó nhẹ hơn. “Sử dụng những vật liệu nhẹ sẽ mang đến cơ hội lớn để loại trừ trọng lượng gây xoắn cho xe giúp đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng về an toàn, tiện nghi và khả năng vận hành. a)Vật liệu lý tưởng cho vỏ xe Chất dẻo nóng – nói cách khác, là chất dẻo có thể nấu chảy được – cho thấy rất nhiều ưu điểm so với kim loại. Đầu tiên, chúng nhẹ hơn, do đó có thể giảm được tiêu hao nhiên liệu. Thứ hai, chúng có đặc tính thiết kế rất hoàn hảo và có thể xử lý theo bất kỳ hình dạng nào bằng cách phun theo khuôn. Vì thế vật liệu dẻo nóng là rất lý tưởng cho việc chế tạo vỏ xe. Sự thật là hiện nay chất dẻo nhiệt cũng đã được sử dụng trong các xe sản xuất hàng loạt trên các tấm cản và các gioăng cao su ở cửa. Chúng chưa một phần polypropylene và có tỷ trọng, cho tỷ số độ cứng trên trọng lượng cao. Tuy nhiên, loại vật liệu này thường gặp phải khó khăn khi sơn bằng phương pháp tĩnh điện. Phương pháp này hoạt động cơ nhiệt độ 200oC, mà tại nhiệt độ này, chất dẻo