Quán tính là một khái niệm vật lý được áp dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ về khái niệm quán tính là gì. Hãy cùng theo dõi nội dung sau đây để hiểu rõ hơn.
Quán tính là gì?
Quán tính là tính chất của mọi vật có khuynh hướng bảo toàn vận tốc cả về hướng và độ lớn.
Bạn đang xem: Quán tính là gì? Ví dụ về quán tính
Quán tính là tính chất đặc trưng cho sự cản trở của các đối tượng có khối lượng đối với mọi thay đổi về vận tốc của chúng. Điều này bao gồm thay đổi về tốc độ và hướng chuyển động.
Vì có quán tính, khi có lực tác động, vật không thể thay đổi vận tốc đột ngột. Thay vào đó, nó sẽ chuyển động ngược hướng so với vật tác động lên nó. Đồng thời, càng có lực tác động lớn, chuyển đổi chuyển động càng diễn ra nhanh chóng.
Một khía cạnh khác của tính chất quán tính là xu hướng của vật tiếp tục chuyển động trên một đường thẳng với vận tốc không đổi khi không có lực tác động. Ngoài ra, khi không có lực tác động, vật sẽ tiếp tục chuyển động trên một đường thẳng với vận tốc không đổi.
Trong lý thuyết tương đối rộng, chuyển động theo quán tính là chuyển động theo đường trực giao với thời gian. Hơn nữa, khi có một vật trong một vật khác, theo đặc tính quán tính, vật bên trong sẽ chuyển động ngược hướng với vật bên ngoài.
Nguyên lý quán tính là một trong những nguyên lý cơ bản trong vật lý cổ điển, vẫn được sử dụng để mô tả chuyển động của các vật thể và cách chúng bị ảnh hưởng bởi các lực tác động.
Ví dụ về quán tính
Để hiểu rõ hơn về khái niệm quán tính là gì, chúng ta hãy xem các ví dụ về quán tính.
Ví dụ:
Xem thêm : Tính Toán Lãi Suất Thu Lợi Tối Thiểu Chấp Nhận Được Marr Là Gì ?
– Khi ô tô đột ngột rẽ phải, phần trên của hành khách trên xe có xu hướng tiếp tục chuyển động theo hướng vận tốc ban đầu, do đó hành khách bị nghiêng về bên trái.
– Khi nhảy từ một bậc cầu thang cao xuống, chân ta bị gấp lại. Vì khi nhảy từ trên cao, cả người và chân chuyển động cùng vận tốc. Khi chạm đất, chân sẽ dừng lại nhưng toàn bộ cơ thể và cẳng chân vẫn tiếp tục chuyển động xuống theo quán tính, dẫn đến gập chân.
– Sau khi giặt quần áo, trước khi phơi, chúng ta thường vắt quần áo mạnh để nước văng tung ra. Ban đầu, quần áo và nước bên trong nó cùng chuyển động. Khi quần áo dừng lại đột ngột, các giọt nước bên trong vẫn giữ nguyên vận tốc cũ theo quán tính.
Lực quán tính là gì?
Lực quán tính là lực giả tạo ra trong hệ tham chiếu phi quán tính, có thể làm biến dạng và làm gia tốc cho vật mà không có phản lực tương ứng.
Lực quán tính tương ứng với khối lượng m của vật tác động, gia tốc của hệ tham chiếu phi quán tính và tỷ lệ nghịch với khối lượng của vật so với hệ tham chiếu quán tính, và nó có phương ngược với gia tốc của hệ tham chiếu phi quán tính.
Trong cơ học cổ điển, lực quán tính tác động lên vật phụ thuộc vào trạng thái chuyển động của hệ tham chiếu, nhưng không thể giải thích bằng các lực cơ bản. Vì hệ tham chiếu chuyển động theo đều đặn (không có gia tốc) so với hệ tham chiếu quán tính. Trong khi hệ tham chiếu chuyển động có gia tốc so với hệ tham chiếu quán tính là phi quán tính.
Ngoài khái niệm quán tính là gì, chúng ta cũng cần hiểu về khái niệm lực quán tính như được định nghĩa ở trên.
Lực quán tính ly tâm
Lực quán tính ly tâm là một trường hợp đặc biệt của lực quán tính, nó chỉ xuất hiện khi ta chọn hệ tham chiếu liên kết với vật chuyển động tròn. Điều này là hậu quả của trường gia tốc xuất hiện trong hệ tham chiếu phi quán tính, và trong trường hợp này là hệ tham chiếu quay.
Trong hệ tham chiếu quay này, chúng ta sẽ thấy rằng các vật thể ban đầu chuyển động thẳng đều trong hệ tham chiếu quán tính sẽ bị đẩy ra theo phương xuyên tâm quay. Lực đẩy vật thể ra khỏi hệ tham chiếu này được gọi là lực ly tâm.
Xem thêm : Làm thế nào để tạo ra AMV
Lực quán tính ly tâm tác động lên vật nằm trong hệ tham chiếu quay, có hướng theo đường cong nối trực tiếp trung tâm của quỹ đạo với trọng tâm của vật chuyển động và chiều từ trung tâm đến ngoài.
Lực ly tâm thường tỷ lệ với khối lượng của vật chuyển động, bình phương vận tốc và tỷ lệ nghịch với bán kính của quỹ đạo.
Các đặc điểm của lực quán tính
Sau khi đã hiểu khái niệm quán tính là gì, chúng ta cần tìm hiểu các đặc điểm của lực quán tính.
– Khi lực tác động càng lớn, sự biến đổi về trạng thái chuyển động diễn ra càng mạnh, càng nhanh chóng.
– Một đặc điểm khác của quán tính là khi hai vật có khối lượng lớn hơn, sự biến đổi về trạng thái chuyển động xảy ra chậm hơn.
Ví dụ: Trong trường hợp ô tô con và xe bán tải chuyển động cùng vận tốc, khi thực hiện phanh với cùng một lực độ lớn, xe bán tải sẽ mất thời gian dừng lại lâu hơn.
Ví dụ về lực quán tính trong thực tế
Chúng ta có thể thấy rằng lực quán tính không chỉ tồn tại trong các lý thuyết vật lý mà còn xuất hiện nhiều trong sự chuyển động của các phương tiện và vật dụng trong thực tế.
Ví dụ:
– Khi đâm một cái đinh vào tường, việc đập liên tiếp vào đinh sẽ tạo ra lực quán tính. Khi cú đập dừng lại, nhưng cái đinh vẫn tiếp tục chuyển động theo quán tính và lún sâu vào bên trong tường.
– Khi lắc chăn màn hoặc quần áo để rửa bụi, sau đó dừng lại đột ngột, lực quán tính sẽ làm tiếp tục chuyển động và làm rơi bụi ra ngoài.
