Bài 1: Chuyển động cơ học
I. LÀM THẾ NÀO ĐỂ BIẾT MỘT VẬT CHUYỂN ĐỘNG HAY ĐỨNG YÊN?
$\bullet \,\,$ Sự thay đổi vị trí của một vật theo thời gian so với vật khác (vật mốc) gọi là chuyển động cơ học (gọi tắt là chuyển động).
Ví dụ:
- Xe ô tô chuyển động trên đường, vật mốc là cột điện bên đường.
- Tàu chuyển động trên đường ray, vật mốc là nhà cửa ven đường ray.
- Một chiếc thuyền trên sông, vật mốc là bến đò.
- Người đi bộ trên đường, vật làm mốc là cây bên đường.
$\bullet \,\,$ Một vật được coi là đứng yên khi vị trí của vật đó không thay đổi theo thời gian so với vật khác (vật mốc).
Ví dụ:
- Hành khách đang ngồi trên một toa tàu đang rời khỏi ga. Vị trí của hành khách so với toa tàu là không đổi nên so với toa tàu thì hành khách ở trạng thái đứng yên. Vật mốc được chọn ở đây là toa tàu.
- Hành khách đang ngồi trên xe bus chuyển động ra khỏi bến. Vị trí của hành khách so với bác tài là không đổi nên hành khách đứng yên so với bác tài. Vật mốc ở đây là bác tài.
II. TÍNH TƯƠNG ĐỐI CỦA CHUYỂN ĐỘNG VÀ ĐỨNG YÊN
- Chuyển động hay đứng yên chỉ có tính tương đối. Vì một vật có thể là chuyển động so với vật này nhưng lại là đứng yên so với vật khác và ngược lại. Nó phụ thuộc vào vật được chọn làm vật mốc.
- Thông thường người ta chọn Trái Đất hay những vật gắn với Trái Đất (nhà cửa, cây cối, cột đèn,…) làm vật mốc.
$\bullet \,\,$ Ví dụ:
- Hành khách chuyển động so với cột đèn giao thông (nhà bên đường, cây bên đường,...) do vị trí của hành khách so với cột đèn thay đổi theo thời gian. Hành khách đứng yên so với bác tài (ghế ngồi trên xe, vô lăng xe,...) do vị trí của hành khách so với bác tài không thay đổi.
- Tàu chở các kiện hàng chạy trên sông, các kiện hàng đứng yên so với con tàu nhưng lại là chuyển động so với cây cối bên bờ sông.
- Ô tô đang đỗ bên đường, ô tô đứng yên so với cây bên đường nhưng lại là chuyển động so với những người đang đi đường.
III. MỘT SỐ CHUYỂN ĐỘNG THƯỜNG GẶP
- Đường mà vật chuyển động vạch ra gọi là quỹ đạo chuyển động.
- Căn cứ vào hình dạng của quỹ đạo mà chia thành 3 dạng chuyển động:
+ Chuyển động thẳng
+ Chuyển động cong
+ Chuyển động tròn (là một chuyển động cong đặc biệt)
$\bullet \,\,$ Ví dụ:
- Chuyển động thẳng: chuyển động của một hòn đá được thả từ điểm cách mặt đất 1 mét, chuyển động thẳng của tàu vũ trụ khi được phóng lên khỏi mặt đất,…
- Chuyển động cong: chuyển động cong của quả cầu lông khi đá, chuyển động cong của quả bóng bàn, chuyển động cong của con lắc,…
- Chuyển động tròn: chuyển động tròn của các điểm trên cánh quạt khi quạt quay, chuyển động tròn của điểm ở đầu kim đồng hồ, chuyển động tròn của chiếc đu quay quanh trục của nó,...
IV. VẬN DỤNG
$\bullet \,\,$ Phương pháp giải bài tập chuyển động cơ học
1. Chuyển động cơ học
- Khi nói vật này chuyển động hay đứng yên thì phải nói so với vật (làm mốc) nào?
- Vậy muốn biết vật A chuyển động hay đứng yên so với vật B thì ta phải xem xét vị trí của vật A so với vật B. Nếu:
+ Vị trí của vật A so với vật B có thay đổi theo thời gian thì ta nói vật A chuyển động so với vật B.
+ Vị trí của vật A so với vật B không thay đổi theo thời gian thì ta nói vật A đứng yên so với vật B.
2. Tính tương đối của chuyển động
- Để chứng minh chuyển động hay đứng yên mang tính tương đối thì ta phải chọn ra ít nhất 3 vật: vật A, vật B và vật C. Sao cho vật A chuyển động so với vật B nhưng lại đứng yên so với vật C.
$\bullet \,\,$ C10:
Mỗi vật trong hình 1.4 chuyển động so với vật nào, đứng yên so với vật nào?
- Ôtô: Đứng yên so với người lái xe; chuyển động so với người đứng bên đường và cột điện.
- Người lái xe: Đứng yên so với ôtô; chuyển động so với người bên đường và cột điện.
- Người đứng bên đường: Đứng yên so với cột điện; chuyển động so với ô tô và người lái xe.
- Cột điện: Đứng yên so với người đứng bên đường; chuyển động so với ô tô và người lái xe.
$\bullet \,\,$ C11:
Có người nói: “Khi khoảng cách từ vật tới vật mốc không thay đổi thì vật đứng yên so với vật mốc”. Theo em, nói như thế có phải lúc nào cũng đúng không? Hãy tìm ví dụ minh họa cho lập luận của mình.
Trả lời:
Khi nói: Khoảng cách từ vật tới mốc không thay đổi thì vật đứng yên so với vật mốc, không phải lúc nào cũng đúng.
- Trường hợp không đúng:
+ Trong chuyển động tròn thì khoảng cách từ vật đến mốc (tâm) là không đổi, song vật vẫn chuyển động.
+ Ví dụ, xét chuyển động của đầu kim đồng hồ quanh trục đồng hồ, mặc dù khoảng cách từ đầu kim đến trục không đổi nhưng theo thời gian vị trí của đầu kim so với trục đồng hồ thay đổi nên ta vẫn nói đầu kim chuyển động so với trục.
- Trường hợp đúng:
+ Xét chuyển động của xe khách: chọn người lái xe làm mốc, hành khách ngồi trên xe khách đứng yên so với người lái xe và khoảng cách từ người lái xe đến hành khách không đổi.