Ôn tập Lý thuyết Vật lý Đại cương (4TC)

Bộ thẻ từ vựng và định nghĩa lý thuyết trọng tâm môn Vật lý Đại cương (Cơ học, Nhiệt học, Điện học, Từ học).

Chất điểm

Vật có kích thước rất bé so với khoảng cách hoặc không gian được khảo sát.

Hệ quy chiếu

Hệ gồm một mốc không gian và một mốc thời gian để khảo sát sự chuyển động của vật.

Hệ quy chiếu quán tính

Hệ quy chiếu trong đó định luật I Newton được nghiệm đúng (Ví dụ: Hệ quy chiếu gắn với Mặt Trời).

Hệ quy chiếu phi quán tính

Hệ quy chiếu trong đó định luật I Newton không được nghiệm đúng (Ví dụ: Hệ quy chiếu gắn với cánh quạt đang quay).

Vận tốc trung bình

Đại lượng đặc trưng cho độ nhanh chậm trung bình của chuyển động trong khoảng thời gian $t$, xác định bởi $v_{tb} = \frac{s}{t}$, trong đó $s$ là quãng đường vật đi được.

Vận tốc tức thời

Đại lượng cho biết độ nhanh hay chậm của chuyển động tại từng thời điểm, được tính bằng đạo hàm của quãng đường theo thời gian: $v = s'(t) = \frac{ds}{dt}$.

Vectơ vận tốc

Đại lượng đặc trưng về phương, chiều và độ nhanh hay chậm của chuyển động, xác định bởi $\vec{v} = \frac{d\vec{s}}{dt}$, trong đó $d\vec{s}$ là vectơ dịch chuyển vi phân trong thời gian vi phân $dt$.

Gia tốc tiếp tuyến

Thành phần gia tốc có phương tiếp tuyến với quỹ đạo tại điểm xét, cùng chiều vận tốc nếu chuyển động nhanh dần và ngược chiều nếu chậm dần, độ lớn $a_t = \left|\frac{dv}{dt}\right|$, đặc trưng cho sự thay đổi về độ lớn của vectơ vận tốc.

Gia tốc pháp tuyến

Thành phần gia tốc có phương pháp tuyến với quỹ đạo tại điểm xét, chiều luôn hướng vào bề lõm của quỹ đạo, độ lớn $a_n = \frac{v^2}{R}$, đặc trưng cho sự thay đổi về hướng của vectơ vận tốc.

Gia tốc toàn phần

Đại lượng vật lý đặc trưng cho sự thay đổi cả về phương, chiều và độ lớn của vectơ vận tốc, xác định bởi $\vec{a} = \vec{a}_t + \vec{a}_n$ với độ lớn $a = \sqrt{a_t^2 + a_n^2}$.

Vectơ vận tốc góc

Vectơ có phương vuông góc với mặt phẳng quỹ đạo, chiều xác định theo quy tắc nắm tay phải, và độ lớn $\omega = \left|\frac{d\theta}{dt}\right|$.

Vectơ gia tốc góc

Vectơ có phương vuông góc với mặt phẳng quỹ đạo, cùng chiều với $\vec{\omega}$ khi quay nhanh dần và ngược chiều khi quay chậm dần, độ lớn $\beta = \left|\frac{d\omega}{dt}\right|$.

Liên hệ giữa vận tốc dài và vận tốc góc

Biểu thức liên hệ giữa độ lớn vận tốc dài $v$ và vận tốc góc $\omega$ trong chuyển động tròn bán kính $R$: $v = R\omega$.

Liên hệ giữa gia tốc tiếp tuyến và gia tốc góc

Biểu thức liên hệ giữa độ lớn gia tốc tiếp tuyến $a_t$ và gia tốc góc $\beta$ trong chuyển động tròn: $a_t = R\beta$.

Định luật II Newton

Trong hệ quy chiếu quán tính, vectơ gia tốc của chất điểm tỉ lệ thuận với lực tác dụng và tỉ lệ nghịch với khối lượng của chất điểm: $\vec{a} = \frac{\vec{F}}{m}$.

Định lý về động lượng

Độ biến thiên vectơ động lượng trong một đơn vị thời gian bằng lực tác dụng lên chất điểm: $\vec{F} = \frac{d\vec{K}}{dt}$.

Xung lượng của lực

Đại lượng đặc trưng cho kết quả tác dụng của lực trong khoảng thời gian xác định, bằng độ biến thiên vectơ động lượng: $\Delta\vec{K} = \vec{K}_2 - \vec{K}_1 = \int_{t_1}^{t_2} \vec{F}\,dt$.

Định lý động năng

Độ biến thiên động năng của chất điểm trong một quá trình chuyển động bằng công mà chất điểm nhận được trong quá trình đó: $A_{12} = W_{d2} - W_{d1} = \frac{1}{2}mv_2^2 - \frac{1}{2}mv_1^2$.

Phương trình cơ bản của thuyết động học phân tử

Phương trình liên hệ giữa áp suất khí $p$, mật độ phân tử $n_0$ và động năng tịnh tiến trung bình $\overline{W_đ}$ của một phân tử: $p = \frac{2}{3}n_0\overline{W_đ} = \frac{1}{3}n_0 m\overline{v^2}$.

Động năng tịnh tiến trung bình của một phân tử khí

Biểu thức xác định động năng tịnh tiến trung bình theo nhiệt độ tuyệt đối $T$: $\overline{W_đ} = \frac{3}{2}kT$, trong đó $k = 1{,}38 \times 10^{-23}\,\text{J/K}$ là hằng số Boltzmann.

Vận tốc căn quân phương

Vận tốc đặc trưng cho chuyển động nhiệt của phân tử khí, xác định bởi biểu thức $v_{cqp} = \sqrt{\overline{v^2}} = \sqrt{\frac{3RT}{\mu}}$.

Định luật Dalton (Đantôn)

Áp suất toàn phần của hỗn hợp khí bằng tổng áp suất riêng phần của các chất khí thành phần: $p = p_1 + p_2 + \dots + p_n$.

Số bậc tự do

Số tọa độ độc lập cần thiết để xác định vị trí của phân tử khí trong không gian (Ví dụ: khí đơn nguyên tử $i = 3$, khí lưỡng nguyên tử $i = 5$).

Định luật phân bố đều năng lượng theo bậc tự do

Động năng trung bình của phân tử được phân bố đều cho các bậc tự do và động năng ứng với mỗi bậc tự do bằng $\frac{1}{2}kT$.

Nội năng của khí lý tưởng

Tổng năng lượng chuyển động hỗn loạn của các phân tử cấu tạo nên khối khí, có biểu thức: $U = \frac{m}{\mu}\frac{i}{2}RT$.

Nguyên lý I nhiệt động học

Độ biến thiên nội năng của hệ trong một quá trình biến đổi có giá trị bằng tổng công và nhiệt mà hệ nhận được: $\Delta U = A + Q$.

Động cơ vĩnh cửu loại một

Loại động cơ sinh công mà không nhận năng lượng từ bên ngoài hoặc sinh công lớn hơn năng lượng mà nó nhận được (không thể chế tạo được theo Nguyên lý I).

Công trong quá trình đẳng áp của khí lý tưởng

Công mà hệ khí lý tưởng nhận được khi áp suất không đổi: $A = -p\Delta V = -\frac{m}{\mu}R\Delta T$.

Công trong quá trình đẳng nhiệt của khí lý tưởng

Công mà hệ khí lý tưởng nhận được khi nhiệt độ không đổi: $A = -\frac{m}{\mu}RT\ln\left(\frac{V_2}{V_1}\right)$.

Nguyên lý II nhiệt động học

Nguyên lý khẳng định không thể chế tạo động cơ vĩnh cửu loại hai; nhiệt không thể tự truyền từ vật lạnh sang vật nóng hơn; và trong hệ cô lập, các quá trình thực chỉ diễn biến theo chiều tăng của entropy.

Vectơ cường độ điện trường

Đại lượng đặc trưng cho điện trường về phương diện tác dụng lực, xác định bởi $\vec{E} = \frac{\vec{F}}{q}$ (đơn vị: $\text{V/m}$).

Điện thế

Đại lượng đặc trưng cho điện trường về phương diện dự trữ năng lượng, xác định bởi $V_M = \frac{A_{M\infty}}{q} = \frac{W_{tM}}{q}$ (đơn vị: $\text{V}$).

Tính chất thế của trường tĩnh điện

Công của lực tĩnh điện không phụ thuộc vào dạng đường đi mà chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và điểm cuối; lưu số của vectơ cường độ điện trường dọc theo một đường cong kín bằng $0$: $\oint_{(C)} \vec{E}\cdot d\vec{l} = 0$.

Trạng thái cân bằng tĩnh điện của vật dẫn

Trạng thái của vật dẫn khi các điện tích của nó không có chuyển động định hướng.

Điều kiện cân bằng tĩnh điện của vật dẫn

Cường độ điện trường bên trong vật dẫn phải triệt tiêu ($\vec{E}_{trong} = 0$), và cường độ điện trường tại bề mặt vật dẫn phải vuông góc với bề mặt tại điểm đó.

Năng lượng của tụ điện

Năng lượng điện trường dự trữ bên trong tụ điện: $W_e = \frac{1}{2}QU = \frac{1}{2}CU^2$.

Năng lượng của hệ điện tích điểm

Năng lượng tương tác của hệ $n$ điện tích điểm: $W_e = \frac{1}{2}\sum_{i=1}^{n} q_i V_i$, với $V_i$ là điện thế do các điện tích khác gây ra tại vị trí đặt $q_i$.

Cảm ứng từ của dòng điện thẳng dài vô hạn

Độ lớn cảm ứng từ tại điểm cách dòng điện một khoảng $R$: $B = \frac{\mu\mu_0 I}{2\pi R}$.

Lực từ tác dụng lên đoạn dòng điện thẳng

Lực Ampère có phương vuông góc với dây dẫn và vectơ cảm ứng từ, chiều tuân theo quy tắc bàn tay trái, độ lớn tính theo $F = I B l\sin(\theta)$.

Công của lực từ

Công sinh ra khi mạch dòng điện dịch chuyển trong từ trường: $A = I\Delta\Phi_m$, trong đó $\Delta\Phi_m$ là độ biến thiên từ thông qua mạch.

Hiện tượng tự cảm

Hiện tượng cảm ứng điện từ xuất hiện trong một mạch điện do sự biến thiên từ thông sinh ra bởi chính sự thay đổi cường độ dòng điện trong mạch đó.

Suất điện động tự cảm

Suất điện động sinh ra do hiện tượng tự cảm trong mạch: $E_{tc} = -L\frac{di}{dt}$.

Hệ số tự cảm của ống dây điện thẳng dài vô hạn

Hệ số tự cảm xác định theo cấu tạo hình học của ống dây: $L = \mu\mu_0 n_0^2 V$, trong đó $n_0$ là mật độ vòng dây và $V$ là thể tích ống dây.

Mật độ năng lượng từ trường

Năng lượng từ trường chứa trong một đơn vị thể tích: $w_m = \frac{W_m}{V} = \frac{1}{2}BH$ (đơn vị: $\text{J/m}^3$).