Lực quán tính là gì, các ví dụ về lực quán tính

Lực quán tính được đưa ra trong cơ học cổ điển để giải thích cho hiện tượng cơ học trong hệ quy chiếu phi quán tính. Nếu coi lực quán tính như một thành phần nằm trong các lực tổng cộng thì định luật cơ học đó sẽ được thỏa mãn.

Công thức tính lực quán tính

Xét một vật có khối lượng m nằm trong hệ quy chiếu phi quán tính. Tại một thời điểm nhất định, hệ quy chiếu này sẽ chuyển động với gia tốc a so với hệ quy chiếu quán tính. Khi đó vật m sẽ chịu tác lựa quán tính, công thức tính sẽ là:

Trong đó:

Fqt: là lực quán tính (N)

m: là khối lượng của vật

a: gia tốc trong hệ quy chiếu chuyển động (m/s2)

Lực quán tính sẽ xuất hiện khi 1 hệ quy chiếu có gia tốc cao hơn so với hệ quy chiếu khác. Một hệ quy chiếu có thể được gia tốc theo bất kỳ phương pháp nào vì thế lực quán tính sẽ tùy ý. 4 lực quán tính thường được định nghĩa theo cách gia tốc thường xảy ra đó là:

1 lực gây ra bởi 1 gia tốc tương đối bất kỳ theo 1 đường thẳng

Hai lực được tạo ra bất kỳ từ chuyển động quay nào đó (lực coriolis và lực quán tính lý tâm).

Lực cuối hay còn gọi là lực Euler sẽ được sinh ra bởi sự thay đổi của tốc độ quay.

Tìm hiểu lực quán tính

Hệ quy chiếu phi quán tính lực quán

Hệ quy chiếu chỉ có gia tốc tịnh tiến

Ta sẽ gọi K’ là hệ quy chiếu phi quán tính, chuyển động có gia tốc tịnh tiến so với hệ quy chiếu quán tính K. Mọi khối lượng m trong hệ quy chiếu K’ sẽ phải chịu tác động của lực quán tính tịnh tiến Finertial= -ma

Hệ quy chiếu chỉ có chuyển động quay

Trong hệ quy chiếu quay có tốc độ góc là hệ quy chiếu quán tính thì mọi khối lượng m sẽ phải chịu tác động của 3 lực quán tính còn lại đó là:

Trong đó, là sự thay đổi của vectơ tốc độ góc Ω theo thời gian.

Hệ quy chiếu tổng quát

Với hệ quy chiếu phi quán tính K’, quay với tốc độ Ω , có tịnh tiến gia tốc là a so với hệ quy chiếu quán tính K’ thì mọi khối lượng m sẽ phải chịu tác động của 4 lực quán tính kể trên.

Lực quán tính ly tâm

Đây là trường hợp riêng của lực quán tính, nó chỉ xuất hiện khi ta chọn hệ quy chiếu văn với vật có chuyển động tròn. Đây là hệ quả của trường gia tốc, xuất hiện trong hệ quy chiếu không quán tính, mà trong trường hợp này sẽ gọi là hệ quy chiếu quay. Trong hệ quy chiếu quay bạn sẽ thấy các vật thể vốn chuyển động thẳng đều trong hệ quy chiếu quán tính và bị đẩy theo phương xuyên tâm quay. Và lực đẩy của vật thể ra trong hệ quy chiếu chính là lực ly tâm.