be
found
in
simplici
ty, and
not in
the
multipli
city
and


Nhóm 6
• Nguyễn Thanh Thảo Nguyên
• Lê Hữu Dư
• Nguyễn Hoài Đăng
• Trần Hoàng Đô
• Nguyễn Thanh Duy
• Đinh Minh Ảnh
• Nguyễn Chí Tình
• Huỳnh Thị Quỳnh Mai

B1408713
B1408690
B1408692
B1408693
B1408689
B1408690
B1408729
B1401516

CHƯƠNG 3: CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO
TOÀN
Bảo Toàn Khối Lượng
Bảo Toàn Điện Tích
Bảo Toàn Động Lượng
Bảo Toàn Momen Động Lượng
Bảo Toàn Năng Lượng
Một Số Dạng Năng Lượng
Sự Truyền Và Chuyển Hóa Năng Lượng


Lời Mở Đầu
Ở chương này, chúng ta sẽ thảo luận về một số đại lượng
được bảo toàn như: khối lượng, điện tích, động lượng,
momen động lượng và năng lượng…
Khối lượng, điện tích, động lượng, momen động lượng và
năng lượng được bảo toàn trong bất kì hệ nào. Các định
luật bảo toàn thì hữu ích, đặc biệt là nơi mà các hiện tượng
xảy ra thay đổi, bởi vì chúng không đổi khi đối mặt với sự
thay đổi


Bảo Toàn Khối Lượng
Một mảnh gỗ cháy và dường như bị phá hủy, chỉ để lại một đống tro
nhỏ, nước dường như biến mất từ một chảo mở nắp vào một ngày
nắng,… Tuy nhiên, sau khi đo cẩn thận thực tế cho thấy rằng tổng khối
lượng không thay đổi trong mọi sự biến đổi, nó chỉ đơn thuần là thay
đổi hình thức.
Ví Du: Nếu gỗ bị đốt cháy trong một

hộp kín tổng khối lượng của vật chứa
bên trong hộp là không thay đổi. Gỗ và
oxi ban đầu xuất hiện đơn thuần là đã
được thay đổi cho carbon dioxide hơi
nước và tro.


ĐL Bảo Toàn Khối Lượng được phát biểu như sau:
Khối lượng không được tạo ra cũng không bị mất đi.
Tổng số khối lượng là không thay đổi. Khối lượng có thể
thay đổi từ dạng này sang dạng khác nhưng tổng khối
lượng sau khi chuyển đổi luôn luôn bằng với trước đó.


Bảo Toàn Điện Tích
• Điện tích là một tính chất cơ bản và không đổi của một số hạt
nhân nguyên tử, đặc trưng cho tương tác điện từ giữa chúng.

• Điện tích là một trong những đối tượng được bảo toàn trong tự

nhiên. Tuy nhiên, định luật bảo toàn phức tạp hơn vì có hai loại
điện tích. Chúng ta có thể tạo ra và triệt tiêu điện tích.
Nguyên tắc chung:Tổng số điện tích dương trừ đi tổng số điện tích
âm không thay đổi.


Tính chất: Điện tích là một đại lượng bất biến tương đối tính, điều đó có nghĩa
là vật (hoặc hạt) mạng điện tích q khi đứng yên, thì vẫn sẽ mang điện tích q như
vậy khi chuyển động. Điều này đã được kiểm chứng trong một thực nghiệm, ở
đó điện tích của một hạt nhân heli (gồm 2 proton và 2 neutron, hạt nhân này di

chuyển rất nhanh) được quan sát là gấp đôi điện tích của một hạt
nhân deuteri (gồm 1 proton và 1 neutron, được xem là chuyển động rất chậm so
với hạt nhân helium).


Mỗi lần 1 hạt mang điện tích xuất hiện, 1 hạt khác có điện tích ngược lại cũng
xuất hiện. Bất cứ khi nào 1 hạt mang điện tích dường như biến mất, 1 hạt khác
mang điện tích ngược lại cũng biến mất. Định luật bảo toàn điện tích có vẻ là 1
định luật phổ biến trong tự nhiên. Không có trường hợp ngoại lệ đã từng được
phát hiện.


Bảo Toàn Động Lượng
Động lượng của một vật có khối lượng m đang chuyển động với vận tốc v là
đại lượng được xác định được công thức:

Động lượng = vận tốc x khối lượng
Định luật BT động lượng: Khi lực tổng hợp bằng 0, động lượng của một vật
được bảo toàn, nghĩa là, một vật có khối lượng bất biến tiếp tục chuyển động
với vận tốc không thay đổi trên một đường thẳng, khi đó tích của khối lượng và
vận tốc là một hằng số theo thời gian.


Định luật bảo toàn động lượng thường được áp dụng để giải
thích bài toán về va chạm, giải thích hiện tượng súng giật
khi bắn. Định luật này cũng là cơ sở của nguyên tắc chuyển
động bằng phản lực của máy bay, tên lửa.
Ví Du: Súng giật khi bắn, hai hòn bi va chạm vào nhau đổi
hướng, phản lực của máy bay hay tên lửa, tên lữa nước, …



Bảo Toàn Momen Động
Lượng
Một vật chuyển động trong một vòng tròn không phải
là một chuyển động không đổi. Tuy nhiên, có một số
đại lượng được bảo toàn liên quan đến chuyển động
quay.


Ví Du: Vận động viên trượt băng nghệ thuật khi họ quay,
những người thể dục dụng cụ gập người lại,….


Nếu chúng ta nhân khối lượng của một vật với vật tốc không đổi của nó sau đó
lại nhân với bán kính không đổi của quỹ đạo tròn, chúng ta ta tạo ra một đại
lượng không đổi trong quá trình chuyển động tròn của vật. Chúng ra gọi đại
lượng xung này là momen động lượng.
Momen động lượng = khối lượng x vận tốc x khoảng cách đến trục quay

Giống như những lực tổng hợp làm thay đổi động lượng, một số các loại lực
có thể làm thay đổi momen động lượng. Các lực đó truyền them một “sức
xoáy” ( momen xoắn) cho các vật đang quay tròn có thể thay đổi vận tốc quỹ
đạo của nó và do đó thay đổi momen động lượng của nó.


Định luật bảo toàn momen động lượng:
Trong trường hợp không có momen xoắn, momen động
lượng của một vật đang quay quanh trục được bảo toàn,
tức là, sản phẩm của khối lượng, vận tốc và khoảng cách từ
vật đến trục quay là một hằng số theo thời gian.




Một Số Dạng Năng Lượng
• Năng lượng xuất hiện dưới dạng sự chuyển động, vị trí, nhiệt độ
…

• Thách thức của chúng ta là khám phá ra tất cả các dạng năng

lượng xảy ra và tính toán năng lượng trong mỗi tình huống có thể.
Và ta tự hỏi liệu năng lượng có được bảo toàn ?


Động Năng
• Động năng là sự kết hợp giữa năng lượng với chuyển động.
• Độ lớn động năng của một vật chuyển động có thể được tính bởi
công thức:


Nếu một xe tải có khối lượng gấp ba lần khối lượng một
chiếc xe ô tô đang chạy với cùng vận tốc, động năng của
nó sẽ gấp ba lần; do đó chiếc xe tải gây ra thiệt hại gấp
khoảng ba lần so với chiếc xe ô tô nhỏ


Thế Năng Hấp Dẫn
• Thế năng hấp dẫn là sự liên quan của năng lượng với chiều cao
của một vật

• Độ lớn thế năng hấp dẫn của một vật gần bề mặt của trái đất có

thể được tính bởi công thức:


Càng xa khỏi trái đất thì trọng lượng của nó sẽ giảm đáng kể dẫn
đến thế năng hấp dẫn giảm. Tuy nhiên, nguyên tắc chung là thế
năng hấp dẫn tăng theo khoảng cách – vật xa hơn tính từ tâm trái
đất, thế năng hấp dẫn của nó sẽ lớn hơn.


Thế Năng Tĩnh Điện
• Thế năng tĩnh điện được kết hợp với lực điện.
• Độ lớn năng lượng của thế năng tĩnh điện phụ thuộc vào khoảng cách
giữa các vật tương tác.

• Thế năng tăng lên khi các vật xa nhau hơn. Sự khác biệt duy nhất là độ

lớn của thế năng tĩnh điện phụ thuộc vào điện tích của các vật, trong khi
thế năng hấp dẫn phụ thuộc vào khối lượng của chúng.


Bạn có thể hình dung sự tồn tại của thế năng tĩnh điện bằng cách tưởng
tượng hai hạt điện tích, một tích điện dương và một tích điện âm, được
đặt cách nhau. Nếu các hạt được phóng thích chúng hút lẫn nhau và tăng
tốc. Tốc đọ của chúng tăng lên khi chúng đến gần nhau hơn. Chúng mất
thế năng tĩnh điện khi động năng tăng.


Nội Năng
Trong trường hợp một quả bóng rơi xuống chạm vào sàn nhà, quả bóng ( và
ở một mức độ thấp hơn, sàn nhà) bị biến dạng bởi va chạm. Hơn nữa, cả hai

sàn nhà và quả bóng đều nóng hơn so với trước khi bóng rơi xuống. Sự thay
đổi nhiệt độ quá nhỏ mà chúng ta thường không chú ý đến điều đó. Nếu bạn
nghi nghờ thực tế của chúng, hãy thử dừng xe của bạn một cách thật nhanh
( ví dụ: từ 50 km/h hoặc hơn), sau đó bước ra ngoài và cẩn thận chạm vào
một trong những lốp xe. Nhiệt độ của lốp xe cao cho thấy nơi mà động năng
ban đầu của chiếc xe đã trải qua.