Lực và gia tốc

I. Liên hệ giữa gia tốc với lực và khối lượng

Lực có thể gây ra gia tốc cho vật.

Khảo sát mối liên hệ giữa lực và gia tốc có thể thực hiện bằng bộ thí nghiệm như hình dưới đây với xe kĩ thuật số được gắn cảm biến đo lực và đo gia tốc.

Trong thí nghiệm này, dùng xe có khối lượng không đổi, thay đổi giá trị F của lực tác dụng lên xe và xác định giá trị a của gia tốc xe. Kết quả thí nghiệm cho thấy một xe có khối lượng không đổi thì độ lớn của gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của lực hay \(a\sim F\).

Thực hiện thí nghiệm tương tự cho các xe có khối lượng khác nhau. Kết quả thí nghiệm cho thấy với lực tác dụng không đổi, xe khối lượng lớn hơn sẽ có gia tốc nhỏ hơn. Nói cách khác, vật có khối lượng càng lớn thì càng khó thay đổi vận tốc, tức là \(a\sim\dfrac{1}{m}\).

Từ đó ta có: \(a=\dfrac{F}{m}\)

Độ lớn gia tốc của một vật có khối lượng xác định tỉ lệ thuận với độ lớn của lực gây ra gia tốc cho vật.

Một lực có độ lớn xác định gây ra cho các vật có khối lượng khác nhau các gia tốc có độ lớn tỉ lệ nghịch với khối lượng của mỗi vật.

 

II. Đơn vị cơ bản và đơn vị dẫn xuất

Các phép đo trong khoa học kĩ thuật sử dụng đơn vị hệ SI để đảm bảo một hệ thống chuẩn chung trên toàn thế giới. Trong hệ SI có 7 đơn vị cơ bản như bảng dưới đây.

Các đơn vị khác đều có thể được biểu diễn qua các đơn vị cơ bản và được gọi là đơn vị dẫn xuất. Đơn vị dẫn xuất để đo một đại lượng được xác định bằng cách sử dụng định nghĩa hoặc biểu thức tính của đại lượng đó.

Ví dụ: tốc độ trung bình được tính bằng tỉ số giữa quãng đường đi được và thời gian đi hết quãng đường đó nên đơn vị của nó trong hệ SI là m/s.

 

III. Định nghĩa đơn vị lực

Biểu thức \(F=ma\) có thể được dùng để định nghĩa đơn vị lực: Một niutơn là độ lớn của một lực gây ra gia tốc 1 m/s² cho vật có khối lượng 1 kg.

Do đó: 1 N = 1 kg . 1 m/s² = 1 kg.m/s².

 1. Với một vật có khối lượng không đổi, giá trị a của gia tốc tỉ lệ thuận với giá trị F của lực tác dụng: \(a=\dfrac{F}{m}.\)

2. Trong hệ SI có 7 đơn vị cơ bản.