Giải bài tập 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 trang 34 SGK Vật Lý 10: Chuyển động tròn đều
1. Chuyển động tròn đều là chuyển động có quỹ đạo tròn và vật đi được những cung tròn bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau bất kì.
2. Nêu những đặc điểm của véc tơ vận tốc của chuyển-động tròn-đều.
Vận tốc (Vận tốc dài): Véc tơ vận tốc trong chuyển động tròn luôn có phương tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo, độ lớn của vận tốc không đổi
3. Tốc độ góc là gì? Tốc độ góc được xác định như thế nào?
Tốc độ góc (ω): Tốc độ của chuyển-động tròn đều là đại lượng đo bằng góc mà bán kính OM quét được trong một đơn vị thời gian. Tốc độ góc của chuyển-động tròn đềulà đại lượng không đổi.
Ta có ω = Δα/Δt với ∆α là góc mà bán kính nối từ tâm đến vật quét được trong thời gian ∆t.
Đơn vị tốc độ góc là rad/s.
4. Viết công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc trong chuyển động tròn-đều.
Công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc trong chuyển động tròn-đều: v = r.w
5. Chu kì của chuyển-động-tròn-đều là gì? Viết công thức liên hệ giữa chu kì và tốc độ góc.
Chu kì (T): Chu kì của ch.động tròn-đều là thời gian để vật đi được một vòng.
Ta có T = 2π/w. Đơn vị của chu kì là giây (s).
6. Tần số của ch.động tròn-đều là gì? Viết công thức liên hệ giữa chu kì và tần số.
Tần số (f): Tần số của ch.động tròn-đều là số vòng mà vật đi được trong một giây
Ta có: f = 1/T = n Đơn vị của tần số là vòng /s hoặc hec (Hz).
7. Nêu những đặc điểm và viết công thức tính gia tốc trong chuyển-động-tròn đều.
Trong chuyển động tròn đều, độ lớn vận tốc không đổi, gia tốc hướng tâm chỉ đặc trưng cho sự biến đổi về phương của vận tốc; gia tốc hướng tâm càng lớn thì vật quay càng nhanh (a tỉ lệ với v2), nghĩa là phương của vận tốc biến thiên càng nhanh.
8. Chuyển động của vật nào dưới đây là chuyển-động trònđều?
A. Chuyển động của một con lắc đồng hồ.
B.Chuyển động của một mắt xích xe đạp.
C.Chuyển động của cái đầu van xe đạp đối với người ngồi trên xe, xe chạy đều.
D. Chuyển động của cái đầu van xe đạp đối với mặt đường, xe chạy đều.
Đáp án đúng: C. (vì lấy mốc là xe đạp, thì người ngồi trên xe sẽ thấy đầu van chuyển độn tròn đều)
9. Câu nào đúng?
A. Tốc độ dài của chuyển -động tròn-đều phụ thuộc vào bán kính quỹ đạo.
B.Tốc độ góc của chuyển-động tròn-đều phụ thuộc vào bán kính quỹ đạo.
C.Với v và ω cho trước, gia tốc hướng tâm phụ thuộc vào bán kính quỹ đạo.
D.Cả 3 đại lượng trên đều không phụ thuộc vào bán kính quỹ đạo.
Bài 10: Chỉ ra câu sai.
Chuyển-động tròn-đều có các đặc điểm sau:
A. Quỹ đạo là đường tròn;
B.Véc tơ vận tốc không đổi;
C.Tốc độ góc không đổi;
D.Véc tơ gia tốc luôn hướng vào tâm.
Chọn câu B vì phương và chiều vecto vận tốc dài luôn luôn thay đổi (phương tiếp tuyến tại điểm đang xét)
11. Một quạt máy quay với tần số 400 vòng /phút. Cánh quạt dài 0,8 m. Tính tốc độ dài và tốc độ góc của một điiểm ờ đầu cánh quạt.
Đáp án bài 11: Vận tốc góc của đầu cánh quạt:
w = 41,87 rad/s
Vận tốc dài của đầu cánh quạt:
v = 33,5 m/s
12. Bánh xe đạp có đường kinh 0,66m. Xe đạp chuyển động thẳng đều với vận tốc 12km/h. Tính tốc độ dài và tốc độ góc của một điểm trên vành bánh đối với người ngồi trên xe.
Vận tốc dài của xe cũng chính là vận tốc dài của một điểm nằm trên bánh xe:
v = 10/3 m/s
Tốc độ góc của một điểm nằm trên vành bánh xe
w = 10,1 rad/s
Bài 13 trang 34 Lý 10: Một đồng hồ treo tường có kim phút dài 10 cm và kim giờ dài 8 cm. Cho rằng các kim quay đều. Tính tốc độ dài và tốc độ góc của điểm đầu hai kim.
Vận tốc góc( tốc độ góc) của mỗi kim
– Kim giờ: – Kim phút:
Vận tốc dài của mỗi kim
Kim giờ:
Kim phút:
Bài 14 trang 34: Một điểm nằm trên vành ngoài của một lốp xe máy cách trục bánh xe 30 cm. Xe chuyển động thẳng đều. Hỏi bánh xe quay bao nhiêu vòng thì số chỉ trên đồng hồ tốc độ của xe sẽ nhảy một số ứng với 1 km.
Đáp án: Áp dụng công thức tính chu vi đường tròn
CV = 2πR
Khi bánh xe quay 1 vòng => nó đi quãng đường
s = CV =2.30.10-2.3,14 = 6.10-1.3,14 = 1,884 m
Khi xe đi được 1km => số vòng bánh xe quay là:
n = 1000/1,884 = 530,7 (n: số vong quay)
=> n ≈ 531 vòng.
Bài 15: Một chiếc tàu thủy neo tại một điểm trên đường xích đạo. Hãy tính tốc độ góc và tốc độ dài của tàu đối với trục quay của Trái Đất. Biết bán kính của Trái Đất là 6400 km.
– Tàu thủy đứng yên so với vị trí cắm neo nhưng lại chuyển động tròn đều với trục quay của trái đất. Do vậy vận tốc góc và vận tốc dài của tàu thủy cũng chính là vận tốc góc, vận tốc dài của Trái Đất quay quanh trục của nó. Chu kỳ quyay của Trái đất là 24g = 86400s – tốc độ góc của tàu thuỷ:
w = 726.10-7 rad/s
Tốc độ dài của tàu thủy
v = R.w = 6400 000 . 726.10-7 = 64.105.726.10-7 = 464,64 m/s
làn tròn v = 465 m/s
