Lý thuyết Vật lí 10 Bài 15: Định luật 2 Newton

Định luật 1 Newton cho biết khi không có lực tác dụng thì vận tốc không đổi. Vậy khi có lực tác dụng lên vật thì vận tốc biến đổi (gia tốc sinh ra) như thế nào? Định luật 2 Newton sẽ trả lời câu hỏi định lượng cốt lõi này.

Biểu thức toán học vectơ:

Trong đó:
- $\vec{F}$: Vectơ lực tác dụng (đơn vị: Newton, kí hiệu $N$).
- $m$: Khối lượng của vật (đơn vị: kilôgam, kí hiệu $kg$).
- $\vec{a}$: Vectơ gia tốc của vật (đơn vị: $m/s^2$).

Trường hợp vật chịu nhiều lực tác dụng đồng thời: $\vec{F}$ là vectơ hợp lực của tất cả các lực tác dụng lên vật: $$\sum \vec{F} = \vec{F}_1 + \vec{F}_2 + ... + \vec{F}_n = m\vec{a}$$

1. Khối lượng là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính

Từ công thức $a = \frac{F}{m}$, ta thấy rằng với cùng một lực tác dụng $F$:

• Vật có khối lượng $m$ càng lớn thì gia tốc $a$ thu được càng nhỏ $\Rightarrow$ Vận tốc biến đổi càng chậm $\Rightarrow$ Mức quán tính càng lớn.
• Vật có khối lượng $m$ càng nhỏ thì gia tốc $a$ thu được càng lớn $\Rightarrow$ Vận tốc biến đổi rất nhanh $\Rightarrow$ Mức quán tính nhỏ.

Kết luận: Khối lượng là đại lượng vô hướng, đặc trưng cho mức quán tính của vật.

2. Tính chất của khối lượng

• Khối lượng là đại lượng vô hướng, luôn dương ($m > 0$) và không đổi đối với mỗi vật trong cơ học cổ điển.
• Khối lượng có tính chất cộng: Nếu một hệ gồm nhiều vật có khối lượng $m_1, m_2$ thì tổng khối lượng của hệ là $M = m_1 + m_2$.