CSCA · Vật lý · Kiến thức và ví dụ

Ba định luật Newton: chọn vật, vẽ lực rồi lập phương trình

Phân biệt hợp lực với từng lực riêng lẻ, hiểu cặp lực tương tác và áp dụng định luật Newton cho vật trên mặt ngang hoặc mặt phẳng nghiêng.

Cập nhật nội dung: 14/09/2026 · Tài liệu ôn tập độc lập, không phải ấn phẩm chính thức của đơn vị tổ chức CSCA.

Bắt đầu bằng vật đang xét, không bắt đầu bằng công thức

Một vật đang chuyển động không nhất thiết chịu hợp lực khác $0$ . Nếu vận tốc không đổi cả về độ lớn lẫn hướng, gia tốc bằng $0$ và các lực tác dụng lên vật cân bằng nhau.

Trong bài này, ta dùng hệ quy chiếu quán tính và mô hình vật có khối lượng không đổi, chuyển động với tốc độ nhỏ hơn nhiều so với tốc độ ánh sáng.

Ba định luật, ba câu hỏi khác nhau

Định luật I: Nếu hợp lực ngoài bằng $0$ , vật đang đứng yên tiếp tục đứng yên; vật đang chuyển động tiếp tục chuyển động thẳng đều. Quán tính không phải một lực cần vẽ thêm.

Định luật II: Hợp lực quyết định gia tốc của chính vật đang xét:

\sum\vec F=m\vec a,\qquad \sum F_x=ma_x,\qquad \sum F_y=ma_y.

Gia tốc cùng hướng với hợp lực, nhưng không nhất thiết cùng hướng với vận tốc. Vật chạy sang phải và chậm dần có gia tốc hướng sang trái.

Định luật III: Nếu A tác dụng lực lên B thì B tác dụng lực ngược lại lên A:

\vec F_{A\to B}=-\vec F_{B\to A}.

Hai lực này tác dụng lên hai vật khác nhau, nên không triệt tiêu trong phương trình lực của riêng A hoặc riêng B. Với quyển sách nằm yên trên bàn, trọng lực và lực nâng của bàn có thể cân bằng, nhưng không phải một cặp lực–phản lực.

Quy trình vẽ và chiếu lực

Chọn một vật hoặc một hệ vật rõ ràng.
Vẽ các lực tác dụng lên nó: trọng lực, lực tiếp xúc, ma sát, lực căng dây, lực kéo… Không thêm “lực chuyển động”.
Chọn trục thuận tiện. Với mặt phẳng nghiêng, thường chọn một trục dọc mặt phẳng và một trục vuông góc.
Chiếu lực có dấu lên từng trục, rồi viết định luật II.
Chỉ đặt tổng lực theo một trục bằng $0$ khi gia tốc theo trục đó bằng $0$ .

Ví dụ 1: Vật trượt trên mặt ngang

Vật khối lượng $2\ \mathrm{kg}$ chịu lực kéo ngang $10\ \mathrm N$ và lực ma sát trượt $2\ \mathrm N$ ngược chiều chuyển động. Chọn chiều kéo làm chiều dương:

F_x=10-2=8\ \mathrm N,\qquad a_x=\frac82=4\ \mathrm{m/s^2}.

Nếu vật không gia tốc theo phương thẳng đứng, lực pháp tuyến $N=mg$ . Nhưng khi lực kéo chếch lên, thành phần thẳng đứng $F_y$ làm thay đổi kết quả: $N=mg-F_y$ . Đừng dùng $N=mg$ cho mọi bài có mặt sàn.

Ví dụ 2: Trượt đều trên mặt phẳng nghiêng

Vật $2\ \mathrm{kg}$ đang trượt xuống mặt phẳng nghiêng góc $30^\circ$ với vận tốc không đổi. Chỉ có trọng lực, lực pháp tuyến và ma sát trượt tác dụng. Tìm hệ số ma sát trượt $\mu_k$ .

Theo phương vuông góc mặt phẳng: $N=mg\cos30^\circ$ . Theo chiều xuống dốc, gia tốc bằng $0$ nên:

mg\sin30^\circ-\mu_kN=0.

Thay $N$ rồi rút gọn $mg$ :

\mu_k=\frac{\sin30^\circ}{\cos30^\circ} =\frac1{\sqrt3}\approx0.577.

Khối lượng bị rút gọn trong mô hình này. Kết quả dành cho vật đã trượt, không cho biết một vật ban đầu đứng yên có tự trượt hay không. Ma sát nghỉ tự điều chỉnh trong giới hạn $|f_s|\le\mu_sN$ , khác với công thức ma sát trượt $f_k=\mu_kN$ .

Tự kiểm tra sơ đồ lực

Nếu vật trượt lên dốc, ma sát trượt hướng xuống dốc. Vì vậy không thể giữ nguyên dấu ma sát của ví dụ trên. Trước mỗi phép tính, hãy hỏi: “Lực này tác dụng lên vật nào? Chiều nào là dương? Vật đang trượt theo chiều nào?”

Đọc thêm

OpenStax: định luật II Newton và định luật III Newton.