Quán tính và lực quán tính là những kiến thức phổ thông vô cùng quan trọng mà mỗi người cần nắm rõ để có thể áp dụng linh hoạt trong đời sống thường ngày. Dù chỉ là những lý thuyết phổ thông cơ bản tuy nhiên chúng lại vô cùng hữu ích. Ở bài viết này hãy cùng tìm hiểu chi tiết về quán tính, đồng thời lý giải những hiện tượng tự nhiên trong cuộc sống hàng thông qua những lý thuyết này.

Quán tính là gì?

Quán tính là từ chỉ trạng thái nhằm để biểu thị lực cản của bất kỳ vật cản của vật thể nào đối với sự thay đổi tốc độ của một vật thể khác đang di chuyển. Lực cản này bao gồm cả tốc độ lẫn hướng chuyển động của đối tượng chịu ảnh hưởng.

Quán tính còn được hiểu là xu hướng của vật thể tiếp tục chuyển động trên một đường thẳng và có tốc độ không đổi khi không có lực tác động lên chúng. Khi có bất kỳ lực tác động nào thì vận tốc của vật có thể bị thay đổi đột ngột, lúc đó vật xuất hiện quán tính.

Nói đơn giản hơn, khi một vật đang di chuyển mà bị cản lại sẽ dẫn đến hiện tượng quán tính. Trước khi vật chuyển sang một hướng hoặc trạng thái mới, quán tính sẽ xuất hiện. Ngoài ra, hai vật có khối lượng chênh lệch nhau, gặp phải một lực cản ngang bằng nhau thì vật nào có khối lượng lớn hơn sẽ chuyển hướng chậm hơn.

Có thể lấy những ví dụ đơn giản trong cuộc sống hàng ngày như:

Khi ngồi trên xe ô tô mà chiếc xe chợt thắng gấp, quán tính sẽ khiến người ngồi trên xe đổ dồn người về phía trước
Hai chiếc xe có cùng trọng lượng dừng lại trên đường, chiếc xe nào có khối lượng lớn hơn, hành động dừng lại sẽ lâu hơn.

Như thế nào là lực quán tính?

Lực quán tính được hiểu là một loại lực được sinh ra trong hệ quy chiếu phi quán tính và nó có thể gây biến dạng và gia tốc cho một vật. Lực quán tính không có phản lực. Ngoài ra, có thể hiểu là lực quán tính là lực tác động lên vật và nó phụ thuộc vào trạng thái chuyển động của hệ quy chiếu.

Lực quán tính tỷ lệ thuộc với khối lượng vật thể và gia tốc của hệ quy chiếu phi quán tính. Do đó, lực này có hướng ngược lại so với gia tốc. Lực quán tính được định nghĩa để giải thích các hiện tượng cơ học trong hệ quy chiếu phi quán tính. Vì vậy nếu đánh giá lực quán tính là một thành phần trong các lực thì định luật cơ học đó sẽ được hợp lý hoá.

Công thức của lực quán tính

Lực quán tính có công thức cụ thể là: Fqt = -m.a

Trong đó:

Fqt được hiểu là lực quán tính.
m được hiểu là khối lượng của vật bị tác động.
a được hiểu là gia tốc (tính bằng m/s)

Theo nguyên tắc, lực quán tính sẽ chỉ xuất hiện 1 lần trong hệ quy chiếu có gia tốc cao hơn các hệ quy chiếu khác. Một hệ quy chiếu có thể gia tốc theo nhiều phương pháp. Có 4 loại lực quán tính được hiểu theo gia tốc gồm:

2 lực được tạo ra từ chuyển động quay tròn của vật.
1 lực gây ra bởi 1 gia tốc tương đối theo đường thẳng.
1 lực là Euler được sinh ra theo sự thay đổi của tốc độ quay.

Lực quán tính li tâm là gì?

Lực quán tính li tâm được hiểu là trường hợp riêng của lực và đồng thời chỉ xuất hiện ở những hệ quy chiếu với vật có chuyển động tròn. Lực quán tính li tâm tác động lên các vật nằm trên hệ quy chiếu có phương là đường thẳng nối với tâm đường cong và tâm của chuyển động.

Lực quán tính li tâm là hệ quả của gia tốc bởi nó chỉ xuất hiện trong hệ quy chiếu không tồng tại quán tính. Hệ quy chiếu này còn có tên gọi khác là hệ quy chiếu quay. Trong hệ quy chiếu này, bạn có thể nhận ra các vật thể chuyển động thẳng đều trong hệ quy chiếu quán tính và nó có thể bị đẩy theo phương xuyên tâm.

Một số hiện tượng thực tế về lực quán tính

Các hiện tượng về quán tính — Các hiện tượng về lực quán tính

Lực quán tính rất phổ biến và xuất hiện xung quanh chúng ta với rất nhiều hiện tượng thực tế điển hình như:

Hành tinh chuyển động với quỹ đạo gần tròn, ổn định quanh mặt trời. Lực hướng tâm đã giúp cho các hành tinh chuyển động theo quỹ đạo gần giống như hình tròn quanh mặt trời. Đồng thời, sự chuyển động tròn đều này đã tạo ra lực ly tâm.
Khi chúng ta tham gia giao thông, các khúc cua vòng trên đường luôn được thiết kế với mặt dốc nghiêng ra ngoài để tránh xe bị va vào khúc cua với tốc độ quá lớn khiến quán tính li tâm làm xe trượt khỏi đường, gây tai nạn giao thông.
Mặt trăng chuyển động xung quanh Trái Đất là nhờ có lực hấp dẫn. Tuy nhiên mặt trăng và vệ tinh nhân tạo sẽ không rơi vào trái đất nhờ tốc độ chuyển động tạo ra quán tính li tâm. Chính điều này đã giúp cho mặt trăng cân bằng với lực hút của trái đất.

Auvietco.vn đã tổng hợp những kiến thức tổng quan về quán tính. Tuy đây là những hiện tượng vật lý xuất hiện phổ biến xung quanh chúng ta, nhưng chúng ta lại không dễ dàng nhận ra và hiểu rõ nó. Hy vọng qua những chia sẻ này, bạn có thể vận dụng hiệu quả của lực quán tính vào cuộc sống dễ dàng hơn. Chúc bạn thành công.

BÀI VIẾT KHÁC BẠN CÓ THỂ THAM KHẢO

Cập nhật lúc 11:24 – 14/02/2023