1. Khoa học

Phát minh các Định luật trong lĩnh vực khoa học vật lý (Cơ học)

Trước tiên tôi muốn khẳng định là tôi là một người rất minh mẫn. Điều thứ hai tôi muốn nói, đó là nếu như các Định luật vật lý của Cơ học cổ điển như Định luật đấy nổi Archimedes, Định luật Vạn vật hấp dẫn và Định luật 3 Newton đã mở ra một nửa Bầu Trời Vật lý giúp cho Nhân loại phát triển mạnh mẽ cho đến ngày nay, thì 3 Định luật Vật lý sau đây sẽ mở ra một nửa Bầu Trời Vật lý còn lại. Tôi tin tưởng chắc chắn rằng các Định luật Vật lý sau đây cũng có tác dụng to lớn như các Định luật Đẩy nổi của Archimedes, và như Định luật Vạn vật hấp dẫn của Newton để giúp cho Nhân loại có những bước phát triển mạnh mẽ như vũ bão. Vì vậy tôi có lòng ham muốn tột bậc là những Định luật Vật lý thuộc về lĩnh vực Cơ học sẽ sớm được thông tin và phổ biến rộng rãi ở trong nước và trên phạm vi toàn thế giới.

Tôi xin nói thêm là những Định luật sau đây không quá khó hiểu và mông lung như Thuyết Tương đối của Anhstanh, nhưng sẽ là rất khó hiểu nếu so sánh với các Định luật của Archimedes, và các Định luật của Newton. Tôi gọi tên những Định luật mà tôi phát minh ra là những Định luật Vật lý mới, có thứ tự là Định luật 1, Định luật 2 và Định luật 3.

Sau đây tôi xin trân trọng giới thiệu, và mong nhận được nhận xét góp ý kiến của các quý độc giả (nhận xét góp ý kiến luôn luôn được đề cao và trân trọng hơn là sự phán xét):

Định luật 1: Nguyên lý quán tính

Khi vật chuyển động có gia tốc, áp lực lên vật có cùng hướng với gia tốc chuyển động sẽ bị suy giảm. Mức suy giảm được tính bằng số nhân của khối lượng vật thể và gia tốc chuyển động.

Ta có công thức sau:

Fd = Ft - m.a

Ghi chú:

Fd là lực tác động vào vật trong quá trình chuyển động

Ft là lực tác động vào vật trước khi vật chuyển động

m là khối lượng của vật

a là gia tốc chuyển động

Định luật 2: Phản lực từ Môi trường

Nếu vật A tác dụng vào môi trường C một lực trong trạng thái đứng yên thì môi trường C (là môi trường chứa vật A) cũng tác dụng lại vật A một lực. Hai lực này có cùng giá trị, cùng độ lớn nhưng ngược chiều.

Gọi lực do vật A tác dụng vào môi trường C là lực F và môi trường C tác dụng lại vật A một lực gọi là lực F1.

Ta có F = F1. Lực F1 có giá trị max.

Trường hợp vật A tác dụng vào môi trường C một lực trong trạng thái chuyển động thẳng biến đổi đều thì môi trường C cũng tác dụng lại vật A một lực. Hai lực này cũng có cùng giá trị, cùng độ lớn nhưng ngược chiều.

Gọi lực do vật A tác dụng vào môi trường C là lực F’ và môi trường C tác dụng lại vật A là lực F2 và F3.

Ta có F’ = F2 + F3

Các phản lực F1, F2 và F3 được xem xét tính toán theo các công thức như sau (công thức 1, 2 và 3):

F1 = k1. Fn      (1)

Ghi chú:

k1: Hệ số cản chuyển động.

Fn: Tổng nguồn lực tác dụng vào diện tích xung quanh của vật theo phương pháp tuyến với phương chiều chuyển động.

F2 = k2.Fn.vt   (2)

Ghi chú:

K2: Hệ số cản vận tốc.

Fn: Tổng nguồn lực tác dụng vào diện tích xung quanh của vật theo phương pháp tuyến với phương chiều chuyển động.

Vt: Vận tốc chuyển động tại thời điểm tinh toán.

F2 có giá trị max, đó là giá trị mà khi vật A chuyển động trong môi trường C thì tại nơi tiếp giáp giữa phần diện tích xung quanh vật và môi trường hoặc là môi trường bị phá hủy và /hoặc là vật liệu cấu tạo nên vật bị phá hủy.

F3 = m.at       (3)

Ghi chú:

m: Khối lượng của vật.

at: Gia tốc chuyển động tại thời điểm tính toán.

Ghi chú: F3 có nguồn gốc từ tổng nguồn lực từ môi trường tác động vào vật theo phương chiều ngược lại với phương chiều chuyển động (có thể đó là áp lực khí quyển, áp lực thuỷ quyển,..).

F3 có giá trị max, đó là giá trị bằng tổng áp lực từ môi trường tác động ngược lại với phương chiều gia tốc chuyển động vào vật.

Định luật 3: Vạn vật cân bằng

Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng không, thì nó giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động với gia tốc không đổi.

Nếu vật chịu tác dụng của lực hay hợp lực có giá trị lớn hơn không, thì vật có xu hướng ngay lập tức thay đổi trạng thái tồn tại và vận động để giữ nguyên trạng thái cân bằng vốn có của mình (vật có xu hướng chuyển động tăng tốc hoặc giảm tốc tương ứng với lực hoặc hợp lực tác dụng lên vật).

Từ khóa: khoa học vật lý cơ học, Khoa học
Tôi là người khá nghiêm túc trong việc truy cầu chân lý. Và tôi xin mạn phép nói thẳng, mong bạn hiểu cho.
Cả 3 định luật mà bạn đưa ra đều nằm trong 3 định luật của Newton mà không có gì mới. Sự khác biệt duy nhất là: Newton làm nó ngắn gọn và xúc tích, bạn làm nó có vẻ huyền bí hơn mà thôi.
Định luật 1 của bạn, mình phân tích như sau:
Fd = Ft - m.a
<=> Ft - Fd = m.a
Nếu đặt F là tổng tất cả các lực tác động lên vật, thì ta có F = Ft - Fd.
Do đó, F = m.a
Đây chính là định luật 2 Newton.
Tôi nói bạn làm cho nó huyền bí hơn là nói nhẹ, thực ra đúng như bạn @MinHu nói bên dưới: thời gian của Fd và Ft có lệch nhau không, và lệch nhau bao lâu?
Nếu nó lệch nhau thì công thức của bạn sẽ đúng sau khi cả 2 lực đó đều tác động lên vật, nhưng sẽ sai khi chưa đến lúc đó.
Tức là định luật của bạn, nếu được công nhận, sẽ tạo một bộ khung sai sót cho nhiều tình huống xảy ra. Vì thế, nó không nên được xem là định luật khoa học.
Một điều cần lưu ý là trong các định luật, người ta cố gắng thu nhỏ số lượng biến số về mức tối thiểu. Công thức của Newton hay của bạn đều giống nhau về bản chất, nhưng của bạn lại có 4 biến số, trong khi Newton chỉ cho 3 mà thôi.
Yếu tố còn lại: Công thức của Newton chỉ có 2 cái là dạng vector: F và a. Như vậy, người ta viết F = m.a là ngầm hiểu F cùng phương cùng hướng với a. Công thức của bạn có tới 3 vector: Fd, Ft và a. Tôi không hiểu (và tất cả mọi người đều không hiểu) rằng có thể ngầm hiểu là cùng phương cùng hướng với nhau không? Rất mơ hồ chuyện đó.
Định luật 2 của bạn, mình góp ý như sau:
Viết rất dài, nhưng tóm lại chỉ đơn giản là định luật 3 Newton. Tất cả những thành tố còn lại trong phân tích/phát biểu của bạn về nó đều chỉ là diễn dịch ra mà thôi.
Như đã nói ở trên, các định luật khoa học thường hướng tới việc phát biểu ngắn gọn, ít biến số. Nếu bạn tiếp tục phát biểu vòng vo. OK, bạn cứ giữ nó. Tôi không nghĩ các nhà khoa học sẽ đánh giá cao đâu.
Định luật 3, tôi xin phép phân tích:
Như bạn @Nguyễn Quang Vinh nói bên dưới, nó chính là định luật 1 Newton. Nhưng bạn chỉ nói đúng một nửa: Nếu tổng lực cân bằng và nó đứng yên thì nó đứng yên mãi mãi.
Vế không đúng là "chuyển động với gia tốc không đổi". Xin thưa, không phải là "gia tốc không đổi", mà là "vận tốc không đổi".
Giờ mình phân tích tại sao không thể là gia tốc:
Nếu vật di chuyển có gia tốc, áp dụng công thức (do chính bạn phát minh ở trên), ta có:
Fd = Ft - m.a
<=> Ft - Fd = m.a
Vì vật có m>0, và a không đổi nên nó luôn luôn lớn hơn 0. Suy ra:
Ft - Fd = m.a > 0
<=> Ft > Fd
Tức lực tác động vào vật trước khi vật chuyển động phải lớn hơn lực tác động vào vật sau khi chuyển động. Do đó, đáng lẽ hợp lực của 2 lực này phải khác không. Và như thế thì không đúng với phát biểu của bạn nữa.
Xét ngược lại, nếu hợp lực bằng không, thì Fd = Ft. Khi đó, ta có a = 0.
Gia tốc bằng không không có nghĩa là gia tốc không đổi, mà là "không có gia tốc", tức "vận tốc không đổi". Vì gia tốc được định nghĩa là biến thiên của vận tốc.
Kết:
Tôi không công kích cá nhân. Tôi là người truy cầu chân lý, thấy bất hợp lý là phân tích ngay.
Và tôi kết luận cuối cùng là: Định luật 1 và 2 là không mới, nhưng nó khiến người ta hiểu rối rắm hơn định luật của Newton. Định luật 1 thì có khả năng dễ bị hiểu sai. Định luật 3 thì sai hoàn toàn.

Trả lời

Tôi là người khá nghiêm túc trong việc truy cầu chân lý. Và tôi xin mạn phép nói thẳng, mong bạn hiểu cho.
Cả 3 định luật mà bạn đưa ra đều nằm trong 3 định luật của Newton mà không có gì mới. Sự khác biệt duy nhất là: Newton làm nó ngắn gọn và xúc tích, bạn làm nó có vẻ huyền bí hơn mà thôi.
Định luật 1 của bạn, mình phân tích như sau:
Fd = Ft - m.a
<=> Ft - Fd = m.a
Nếu đặt F là tổng tất cả các lực tác động lên vật, thì ta có F = Ft - Fd.
Do đó, F = m.a
Đây chính là định luật 2 Newton.
Tôi nói bạn làm cho nó huyền bí hơn là nói nhẹ, thực ra đúng như bạn @MinHu nói bên dưới: thời gian của Fd và Ft có lệch nhau không, và lệch nhau bao lâu?
Nếu nó lệch nhau thì công thức của bạn sẽ đúng sau khi cả 2 lực đó đều tác động lên vật, nhưng sẽ sai khi chưa đến lúc đó.
Tức là định luật của bạn, nếu được công nhận, sẽ tạo một bộ khung sai sót cho nhiều tình huống xảy ra. Vì thế, nó không nên được xem là định luật khoa học.
Một điều cần lưu ý là trong các định luật, người ta cố gắng thu nhỏ số lượng biến số về mức tối thiểu. Công thức của Newton hay của bạn đều giống nhau về bản chất, nhưng của bạn lại có 4 biến số, trong khi Newton chỉ cho 3 mà thôi.
Yếu tố còn lại: Công thức của Newton chỉ có 2 cái là dạng vector: F và a. Như vậy, người ta viết F = m.a là ngầm hiểu F cùng phương cùng hướng với a. Công thức của bạn có tới 3 vector: Fd, Ft và a. Tôi không hiểu (và tất cả mọi người đều không hiểu) rằng có thể ngầm hiểu là cùng phương cùng hướng với nhau không? Rất mơ hồ chuyện đó.
Định luật 2 của bạn, mình góp ý như sau:
Viết rất dài, nhưng tóm lại chỉ đơn giản là định luật 3 Newton. Tất cả những thành tố còn lại trong phân tích/phát biểu của bạn về nó đều chỉ là diễn dịch ra mà thôi.
Như đã nói ở trên, các định luật khoa học thường hướng tới việc phát biểu ngắn gọn, ít biến số. Nếu bạn tiếp tục phát biểu vòng vo. OK, bạn cứ giữ nó. Tôi không nghĩ các nhà khoa học sẽ đánh giá cao đâu.
Định luật 3, tôi xin phép phân tích:
Như bạn @Nguyễn Quang Vinh nói bên dưới, nó chính là định luật 1 Newton. Nhưng bạn chỉ nói đúng một nửa: Nếu tổng lực cân bằng và nó đứng yên thì nó đứng yên mãi mãi.
Vế không đúng là "chuyển động với gia tốc không đổi". Xin thưa, không phải là "gia tốc không đổi", mà là "vận tốc không đổi".
Giờ mình phân tích tại sao không thể là gia tốc:
Nếu vật di chuyển có gia tốc, áp dụng công thức (do chính bạn phát minh ở trên), ta có:
Fd = Ft - m.a
<=> Ft - Fd = m.a
Vì vật có m>0, và a không đổi nên nó luôn luôn lớn hơn 0. Suy ra:
Ft - Fd = m.a > 0
<=> Ft > Fd
Tức lực tác động vào vật trước khi vật chuyển động phải lớn hơn lực tác động vào vật sau khi chuyển động. Do đó, đáng lẽ hợp lực của 2 lực này phải khác không. Và như thế thì không đúng với phát biểu của bạn nữa.
Xét ngược lại, nếu hợp lực bằng không, thì Fd = Ft. Khi đó, ta có a = 0.
Gia tốc bằng không không có nghĩa là gia tốc không đổi, mà là "không có gia tốc", tức "vận tốc không đổi". Vì gia tốc được định nghĩa là biến thiên của vận tốc.
Kết:
Tôi không công kích cá nhân. Tôi là người truy cầu chân lý, thấy bất hợp lý là phân tích ngay.
Và tôi kết luận cuối cùng là: Định luật 1 và 2 là không mới, nhưng nó khiến người ta hiểu rối rắm hơn định luật của Newton. Định luật 1 thì có khả năng dễ bị hiểu sai. Định luật 3 thì sai hoàn toàn.
Chào bác Kim Ngọc Hải!
Nhìn ảnh đại diện của bác thì hình như bác đang công tác tại viện Nghiên cứu Vật lý nào đó hoặc đang giảng dạy tại trường ĐH/THPT nào đó đúng không ạ?
Trước đây cháu từng là học sinh giỏi quốc gia vật lý, nhưng đúng là sau gần 15 ra trường không hoạt động trong lĩnh vực này nữa, giờ đọc lại cũng rất mông lung.
Cháu hiểu được ý nghĩa của các định luật này, nếu có một bài toán cụ thể nào đó thì sẽ dễ minh họa và hiểu được hơn.
Hiện tại, cháu hi vọng Noron sẽ promote bài này để nhiều user sẽ cùng trao đổi nôi dung của định luật. Ngoài ra, nếu bác có đồng nghiệp hoặc sinh viên/học sinh thì có thể cùng involve vào để trao đổi ạ.

Ồ, 3 định luật của Newton này:)) Lấy chế lại cho có thôi đấy à:)) Làm kiểu này thì ai chả làm được:)) Đúng là bạn rất minh mẫn nhưng bạn chơi copy xong paste lại và sửa lại cấu trúc cho đẹp và cho bí ẩn hơn, để nhìn nó mới hơn thì hơi non đó :)) Trò này mấy sinh viên của tôi hay làm nè :))

Popo đây kiến thức vật lý vốn nông cạn. Đọc qua bài bác viết cũng cố gắng hiểu được đôi chút. Với định luật 1 và định luật 3 Popo có cảm tưởng là bác phát triển chúng dựa trên các định luật vật lý phổ thông có sẵn. Định luật 2 chắc cũng thế nhưng với Popo nó hơi phức tạp, Popo chưa đủ khả năng hiểu được. Xin mạn phép hỏi bác là những ứng dụng cụ thể từ 3 định luật mới này là gì, và xin chúc bác luôn thành công trên con đường nghiên cứu vật lý của mình.
Bạn cần làm rõ 3 định luật trên là Cơ học cổ điển (cơ học Newton) hay cơ học tương đối tính (Einstein) hay cơ học lượng tử. Mình không chuyên lý cũng chỉ học vật lý ở phổ thông. Chỉ là mới cách đây 2 hôm có đọc về Newton trong quyển Vật lý học và chiến tranh - bản dịch trên trang Thuvienvatly.com. Nên nếu đây là cơ học cổ điển thì xin mạn phép có vài ý kiến như sau:
* Định luật 3: Có thể xem đây là 1 cách phát biểu khác của Định luật 1 Newton: Nếu một vật không chịu tác dụng của lực nào hoặc chịu tác dụng của các lực có hợp lực bằng không thì nó giữ nguyên trạng thái đứng yên hoặc chuyển động thẳng đều.
Khác mỗi chuyển động thẳng đều và chuyển động với gia tốc không đổi, nhưng gia tốc không đổi thì không đúng, phải là không có gia tốc hay chuyển động thẳng đều mới đúng. Vì không có lực tác dụng, vật không thể có gia tốc được.
- Ta có: F=m.a
+ Vì: m>0, a#0 -> F>0
+ Nếu gia tốc không đổi nghĩa là a = const và a#0
+ Có nghĩa F=m.a phải khác 0, mâu thuẫn với vế đầu lực hoặc hợp lực bằng 0.
Vì vậy, nếu định luật trên là đúng thì công thức F=m.a sai và nhân tiện phủ định luôn Newton. (mình thiên về ý là bạn bị nhầm lẫn giữa chuyển động không gia tốc và chuyển động gia tốc không đổi)
- Ở ý 2 chỉ là 1 dạng phủ định của ý thứ nhất.
* Định luật 2: Nếu xét môi trường vật ở trong đó là 1 vật, (và thực tế có thể) thì phát biểu trên sẽ quy về Định luật 1 Newton.
Và các lực kéo theo của môi trường khi vật chuyển động có thể có nhiều lực tác động nhưng hợp lực (F2+F3) sẽ bằng với lực mà vật tác động lên môi trường. Tương tự như bài toán về sức cản của không khí.
* Định luật 1: Vật chuyển động có gia tốc đồng nghĩa vật luôn bị lực tác dụng. Vật có khối lượng m chịu 1 lực tác dụng thì nó sẽ có 1 gia tốc là F=m.a, có nghĩa khi F thôi tác dụng thì vì m không đổi và lớn hơn 0 nên a sẽ = 0.
Vậy cần làm làm rõ a trong công thức có phải là của Ft hay không, nếu không thì a do F nào gây ra để người đọc dễ hiểu.
* Vài lời mạn phép.
Tôi chẳng hiểu gi về mấy cái công thức nhưng bạn có thể lấy cho tôi một ví dụ dễ hiểu về phat minh của bạn hay là ứng dụng đơn giản thôi

Đầu tiên bác phải chuẩn hóa về khái niệm đã. Vì chỗ thì bác dùng từ Định luật, chỗ thì Nguyên lý, vì thế không rõ lắm là bác định phát minh ra cái gì? Định luật hay Nguyên lý, nhưng tôi đoán bác định phát minh ra Định luật vì từ Nguyên lý chỉ xuất hiện có 1 lần.

Thứ 2 là Định luật bản chất là các phát biểu mô tả hoặc dự đoán một loạt các hiện tượng tự nhiên. Mỗi định luật khoa học là một tuyên bố dựa trên những quan sát thử nghiệm lặp đi lặp lại mô tả một số khía cạnh của Vũ trụ. Các định luật khoa học tóm tắt và giải thích một tập hợp lớn các sự kiện được xác định bằng thí nghiệm và được kiểm tra dựa trên khả năng dự đoán kết quả của các thí nghiệm trong tương lai.

Vậy bác đã làm được 1 nửa là phát biểu Định luật, mời bác làm nốt nửa còn lại là trình bày các thí nghiệm để kiểm chứng định luật của mình là xong.

Mời bác tiếp tục trình bày nốt đi ạ. Ai lại trình bày 1 nửa thế 😁

Về nguyên lý quán tính:
- Mình có băn khoăn về hai khái niệm: Lực tác động và áp lực. Vậy áp lực ở đây bạn đang định nghĩa là gì? Tôi hiểu có hoai loại lực là: lực tác động và phản lực. Nhiều khả năng áp lực bạn nói ở đây chính là nghịch đảo của phản lực. Chính là thứ tạo ra biến thiên gia tốc của vật bị tác động.
- Fd và Ft: là hai lực trước và trong quá trình tác động. Vậy tại sao không có Denta t (tham số biến thiên thời gian) vào trong phương trình của anh? Trước là khi nào và trong là khi nào.
- Mô tả của anh chưa rõ là phương trình này dành cho bài toán va chạm của 2 vật chuyển động cùng hướng, hay là bài toán gì?
Tôi xin viết lại Hai Định luật vật lý mà tôi nghĩ là mình đã phát minh ra như sau:
I. Định luật Ma sát
Định luật Ma sát là một Định luật Vật lý, để mô tả trạng thái tồn tại và vận động của vật thể theo quỹ đạo là đường thẳng trên mặt đất, trong môi trường áp suất khí quyển. Nói cách khác thì Định luật Ma sát nêu lên mối liên hệ giữa lực hay hợp lực tác dụng vào vật (hòng làm cho vật thể chuyển động) với vận tốc và gia tốc chuyển động của vật thể chuyển động theo quỹ đạo thẳng trên mặt đất, trong môi trường áp suất khí quyển.
Một số khái niệm:
1. Lực tác dụng (F): là lực tác dụng vào vật thể, hòng làm cho vật chuyển động.
2. Lực Ma sát chuyển động lớn nhất (F1): là lực cản trở chuyển động lớn nhất của vật thể. Lực này có phương chiều ngược lại với phương chiều chuyển động, có quan hệ tỉ lệ thuận với tổng hợp lực từ áp lực của môi trường tác động vào diện tích xung quanh của vật thể theo phương pháp tuyến với phương chuyển động (Fn). Nếu lực tác dụng vào vật thể lớn hơn lực Ma sát chuyển động lớn nhất thì vật thể bắt đầu chuyển động. Công thức: F1 = k1.Fn
3. Lực Ma sát vận tốc (F2): là lực cản trở vận tốc chuyển động, phát sinh khi vật thể chuyển động (vận tốc chuyển động của vật thể lớn hơn không). Lực này có phương chiều ngược lại với phương chiều vận tốc chuyển động, có độ lớn tỷ lệ thuận với tổng hợp lực từ áp lực của môi trường tác động vào diện tích xung quanh của vật thể theo phương pháp tuyến với phương chiều của chuyển động (Fn), và tỷ lệ thuận với vận tốc chuyển động. Công thức: F2 = k2.Fn.Vt
4. Lực Ma sát gia tốc (F3): là lực cản trở gia tốc chuyển động, phát sinh khi vật thể chuyển động với gia tốc lớn hơn không. Lực này có phương chiều ngược lại với phương chiều gia tốc chuyển động, có độ lớn tỷ lệ thuận với khối lượng của vật thể và gia tốc chuyển động của vật thể. Công thức: F3 = M.At
Ghi chú:
- K1: Hệ số cản chuyển động (không có thứ nguyên).
- Fn: Tổng hợp lực từ áp lực của môi trường tác dụng vào diện tích xung quanh của vật thể theo phương pháp tuyến với phương chiều chuyển động (N).
- K2: Hệ số cản vận tốc (s/m).
- Vt: Vận tốc chuyển động (m/s).
- M: Khối lượng vật thể (kg).
- At: Gia tốc chuyển động (m/s2).
- F: Lực hay hợp lực tác dụng vào vật thể (N).
Phát biểu Định luật Ma sát:
Khi vật thể đứng yên trên mặt đất, trong môi trường áp suất khí quyển, thì lực tác dụng vào vật thể hòng làm cho vật chuyển động sẽ được cân bằng với lực ma sát chuyển động. Nếu lực tác dụng vào vật thể lớn hơn lực ma sát chuyển động lớn nhất, thì vật bắt đầu chuyển động, ta có phương trình cân bằng tĩnh như sau:
F ≤ F1 → F ≤ k1.Fn (1)
Khi vật chuyển động thẳng đều trên mặt đất, trong môi trường áp suất khí quyển, thì lực tác dụng vào vật thể hòng làm cho vật chuyển động sẽ được cân bằng với lực ma sát vận tốc. Nếu lực tác dụng vào vật thể lớn hơn lực ma sát vận tốc, thì vật bắt đầu chuyển động với gia tốc lớn hơn không. Ta có phương trình cân bằng động lực học vận tốc như sau:
F = F2 → F = k2.Fn.Vt (2)
Khi vật chuyển động thẳng với gia tốc lớn hơn không trên mặt đất, trong môi trường áp suất khí quyển, thì lực tác dụng vào vật thể hòng làm cho vật chuyển động sẽ được cân bằng với lực ma sát vận tốc và lực ma sát gia tốc. Ta có phương trình cân bằng động lực học vận tốc và gia tốc như sau:
F = F2 + F3 → F = k2.Fn.Vt + M.At (3)
Nguồn gốc khoa học của lực F1, F2, và F3 như sau:
Hãy coi lực tác dụng vào vật thể (F) cũng là lực mà vật thể tác dụng vào môi trường chứa vật thể (sau đây gọi tắt là môi trường), ta sẽ thấy được bản chất lực F1, F2, và F3 như đã nói trên chính là những phản lực từ môi trường tác động trở lại vào vật thể.
Quy luật tăng vận tốc giảm dần:
Khi ta tác dụng một lực vào vật thể hòng làm cho vật chuyển động theo quỹ đạo thẳng trên mặt đất, trong môi trường áp suất khí quyển, thì xuất hiện quy luật tăng vận tốc giảm dần. Đó là khi bắt đầu chuyển động thì vận tốc của vật tăng nhanh, sau đó thì mức tăng vận tốc giảm dần theo thời gian, và đến một thời điểm nào đó thì vận tốc không tăng thêm nữa.
Ví dụ minh họa: Giả sử khi bắt đầu chuyển động đến sau một giây vận tốc của vật tăng thêm 5m/s, đến giây thứ hai vận tốc của vật tăng thêm 4,5 m/s, đến giây thứ ba vận tốc của vật tăng thêm 4,3 m/s,.. và đến một thời điểm nào đó thì vận tốc chuyển động của vật thể đạt giá trị tối đa (không tăng thêm nữa).
Nếu không có quy luật tăng vận tốc giảm dần thì sảy ra điều gì: Nếu không có quy luật tăng vận tốc giảm dần thì ta chỉ cần tác dụng một lực đủ lớn làm cho vật chuyển động, thì vận tốc của vật sẽ tăng thêm mãi và có thể còn vượt qua cả vận tốc ánh sáng.
Công thức F = k2.Fn.Vt + M.At chính là công thức minh họa cho quy luật tăng vận tốc giảm dần: Khi bắt đầu chuyển động thì vật có gia tốc chuyển động lớn nhất, ứng với vận tốc chuyển động là nhỏ nhất. Sau đó thì vận tốc chuyển động của vật tăng dần, đồng thời diễn ra quả trình gia tốc chuyển động của vật giảm dần. Do gia tốc chuyển động của vật giảm dần nên mức tăng vận tốc cũng giảm dần. Khi mà gia tốc chuyển động của vật bằng không, chính là khi vận tốc chuyển động của vật đạt giá trị tối đa. Lúc này ta có vật thể chuyển động theo quỹ đạo thẳng đều.
II. Định luật Quán tính
Định luật Quán tính nêu lên mối quan hệ tỉ lệ giữa Lực Quán tính với khối lượng và Gia tốc chuyển động của vật thể trong môi trường có áp suất khí quyển.
Phát biểu Định luật:
Khi vật thể chuyển động có gia tốc trong môi trường có áp suất khí quyển, thì xuất hiện một lực tác động lên vật thể do áp suất khí quyển, có cùng phương nhưng ngược chiều với phương chiều gia tốc chuyển động. Lực đó được gọi tên là Lực Quán tính, có độ lớn bằng số nhân của khối lượng vật thể và gia tốc chuyển động.
Công thức: F = M.A
Trong đó:
F: Lực Quán tính
M: Khối lượng vật thể
A: Gia tốc chuyển động
Giải thích sự xuất hiện của Lực Quán tính:
Khi vật thể chuyển động có gia tốc thì hợp lực do áp suất khí quyển tác động vào vật thể theo phương chiều gia tốc bị suy giảm, từ đây xuất hiện sự chênh lệch áp lực do áp suất khí quyển tác động vào vật theo phương gia tốc chuyển động. Do sự chênh lệch của áp suất khí quyển tác động vào vật thể theo phương gia tốc chuyển động mà có sự xuất hiện của lực quán tính.
Có thể làm thí nghiệm để kiểm chứng định luật trên như sau:
a, Thí nghiệm 1(quan sát chuyển động có gia tốc của vật trong chân không):
Lực quán tính xuất hiện trong môi trường chuyển động có áp suất khí quyển, do có sự chênh lệch của áp suất khí quyển tác động vào vật thể theo phương gia tốc chuyển động, nên nhất định trong môi trường chân không sẽ không có sự xuất hiện của lực quán tính. Ta hãy làm thí nghiệm bằng cách cho vật thể chuyển động có gia tốc trong môi trường chân không, và quan sát sẽ thấy không có sự xuất hiện của lực quán tính.
b, Thí nghiệm 2 (thí nghiệm xác định giới hạn tối đa của lực quán tính):
Lực quán tính xuất hiện do chênh lệch của áp suất khí quyển tác động vào vật thể theo phương gia tốc chuyển động, nên chắc chắn lực quán tính có giới hạn tối đa. Giới hạn tối đa đạt được khi có sự chênh lệch áp suất tối đa, giá trị tối đa chính bằng hợp lực tác động vào vật thể do áp suất khí quyển theo cùng phương và ngược chiều với chiều gia tốc chuyển động.
Ví dụ về bài toán giới hạn tối đa của Lực Quán tính :
Giả sử vật thể chuyển động có gia tốc lớn hơn không trong môi trường áp suất khí quyển có tiết diện ngang theo phương chiều gia tốc chuyển động là 900 cm2, áp suất khí quyển đồng đều trong môi trường chuyển động là 10,1 N/cm2. Hãy tính Lực Quán tính tối đa tác động lên vật khi vật chuyển động có gia tốc lớn hơn không.
Lời giải: Ta có giá trị Lực Quán tính đạt giá trị tối đa khi hợp lực do áp suất khí quyển tác động vào vật thể theo phương chiều gia tốc bị suy giảm hoàn toàn. Và giá trị tối đa đo được tính bằng hợp lực do áp suất khí quyển tác động vào vật thể theo phương nhưng ngược chiều với phương chiều gia tốc chuyển động. Gọi giá trị tối đa của Lực Quán tính là Fmax, ta có:
Fmax = 10,1(N/cm2) * 900 (cm2) = 9090 (N)

Mình chỉ hiểu sơ sơ mình chưa học vật lý và công thức lên 0 hiểu hết Đ :)) haaa