Mục lục
Chuyển động tròn đều là bài học được áp dụng nhiều trong thực tế. Vì vậy, các bạn học sinh cần nắm vững được kiến thức của bài này để hiểu được quy luật vận dụng các trường hợp trong thực tế qua bài lý 10 bài 5 trang 34 dưới đây. Hãy tham khảo để nắm được các lý thuyết cần ghi nhớ.
I. Lý thuyết hỗ trợ giải môn vật lý 10 bài 5 trang 34 sgk
1. Định nghĩa
1.1. Chuyển động tròn
Chuyển động tròn chính là chuyển động có quỹ đạo sẽ là một đường tròn.
Ví dụ: Chuyển động của một chiếc ghế ở trong đu quay
1.2. Tốc độ trung bình ở trong chuyển động tròn
Tốc độ trung bình ở trong chuyển động tròn chính là đại lượng đo bằng thương số giữa độ dài cung tròn mà vật đi được và thời gian để đi hết cung tròn đó.
c. Chuyển động tròn đều
Chuyển động tròn đều chính là chuyển động có quỹ đạo tròn và sẽ có tốc độ trung bình trên mọi cung tròn là như nhau.
Ví dụ: Chuyển động của điểm ở đầu cánh quạt
2. Tốc độ dài và tốc độ góc
2.1. Tốc độ dài
Gọi Δs chính là độ dài của cung tròn mà vật đi được ở trong khoảng thời gian rất ngắn
Ta có:
chính là tốc độ dài của vật.
Trong chuyển động tròn đều tốc độ dài của vật sẽ có độ lớn không đổi.
2.2. Vectơ vận tốc ở trong chuyển động tròn đều
Vectơ vận tốc ở trong chuyển động tròn đều sẽ luôn có phương tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo.
Trong chuyển động tròn đều, vectơ vận tốc sẽ có phương luôn luôn thay đổi.
2.3. Tốc độ góc, chu kì và tần số
Tốc độ góc
- Tốc độ góc của chuyển động tròn đều chính là đại lượng đo bằng góc mà bán kính quay đã quét được ở trong một đơn vị thời gian.
- Tốc độ góc của chuyển động tròn đều chính là một đại lượng không đổi.
- Đơn vị đo tốc độ góc chính là: rad/s.
Chu kì
- Chu kì T của chuyển động tròn đều chính là thời gian để mà vật đi được một vòng.
- Công thức để liên hệ giữa tốc độ góc và chu kì:
- Đơn vị chu kì chính là giây (s).
Tần số
- Tần số f của chuyển động tròn đều chính là số vòng mà vật đã đi được trong 1 giây.
- Công thức để liên hệ giữa chu kì và tần số: f = 1/T
- Đơn vị tần số chính là vòng trên giây (vòng/s) hoặc là héc (Hz).
Công thức để liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc: v = r.ω
3. Gia tốc hướng tâm
3.1. Hướng của vectơ gia tốc ở trong chuyển động tròn đều
Trong chuyển động tròn đều, vận tốc có độ lớn không đổi, nhưng sẽ có hướng luôn thay đổi, vậy nên chuyển động này có gia tốc. Gia tốc ở trong chuyển động tròn đều sẽ luôn hướng vào tâm của quỹ đạo nên sẽ gọi là gia tốc hướng tâm.
3.2. Độ lớn của gia tốc hướng tâm
II. Hỗ trợ giải bài tập vật lý 10 bài 5 trang 34 sgk
Chúng ta hãy cùng xem những kiến thức ở phần trên sẽ được vận dụng như thế nào để giải bài tập lý 10 bài 5 trang 34 sgk nhé!
1. Đề bài
Chu kì của chuyển động tròn đều chính là gì? Hãy viết được công thức liên hệ giữa chu kì và tốc độ góc.
2. Giải
Chu kì (T): Chu kì của chuyển động tròn đều chính là thời gian để vật đi được một vòng.
Ta sẽ có T = 2π/w. Đơn vị của chu kỳ chính là giây (s).
II. Hướng dẫn giải các bài tập môn vật lý 10 trang 34 sgk
Vậy là chúng ta đã hoàn thành giải bài tập lý 10 bài 5 trang 34 sgk. Các bạn học sinh hãy tìm hiểu cách giải các dạng bài tập tương tự trong sbt nhé!
1. Bài 1 trang 34
Chuyển động tròn đều sẽ là gì?
Giải:
Chuyển động tròn đều chính là chuyển động có quỹ đạo tròn và vật sẽ đi được những cung tròn bằng nhau ở trong những khoảng thời gian bằng nhau bất kì.
2. Bài 2 trang 34
Hãy nêu được những đặc điểm của véc tơ vận tốc của chuyển động tròn đều.
Giải:
Vận tốc (hay vận tốc dài): Véc tơ vận tốc ở trong chuyển động tròn sẽ luôn có phương tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo và độ lớn của vận tốc không đổi
3. Bài 3 trang 34
Tốc độ góc sẽ là gì? Tốc độ góc sẽ được xác định như thế nào?
Giải:
Tốc độ góc (ω): Tốc độ của chuyển động tròn đều chính là đại lượng đo bằng góc mà bán kính là OM quét được trong một đơn vị thời gian. Tốc độ góc của chuyển động tròn đều sẽ là đại lượng không đổi.
Ta sẽ có ω = Δα/Δt
với ∆α chính là góc mà bán kính nối từ tâm đến vật quét được trong thời gian ∆t.
Đơn vị của tốc độ góc là rad/s.
4. Bài 4 trang 34
Hãy viết công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc ở trong chuyển động tròn đều.
Giải:
Công thức để liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc ở trong chuyển động tròn đều: v = r.w
5. Bài 6 trang 34
Tần số của chuyển động tròn đều sẽ là gì? Hãy viết công thức liên hệ giữa chu kì và tần số.
Giải:
Tần số (f): Tần số của chuyển động tròn đều chính là số vòng mà vật đi được trong một giây
Ta sẽ có: f = 1/T = n
Đơn vị của tần số chính là vòng /s hoặc hec (Hz).
6. Bài 7 trang 34
Hãy nêu những đặc điểm và viết được công thức tính gia tốc trong chuyển động tròn đều.
Giải:
Trong chuyển động tròn đều, độ lớn của vận tốc không đổi, gia tốc hướng tâm sẽ chỉ đặc trưng cho sự biến đổi về phương của vận tốc; gia tốc hướng tâm mà càng lớn thì vật quay càng nhanh (a sẽ tỉ lệ với v2), có nghĩa là phương của vận tốc biến thiên càng nhanh.
7. Bài 8 trang 34
Chuyển động của vật nào ở dưới đây chính là chuyển động tròn đều?
A. Chuyển động một con lắc của đồng hồ.
B. Chuyển động một mắt xích của xe đạp.
C. Chuyển động của cái đầu van xe đạp đối với người ngồi ở trên xe, xe chạy đều.
D. Chuyển động của cái đầu van xe đạp đối với mặt đường và xe chạy đều.
Giải:
Chọn đáp án là C.
(vì lấy mốc chính là xe đạp, thì người ngồi ở trên xe sẽ thấy đầu van chuyển độn tròn đều)
8. Bài 10 trang 34:
Chỉ ra được câu sai.
Chuyển động tròn đều sẽ có các đặc điểm nào sau đây:
A. Quỹ đạo chính là đường tròn;
B. Véc tơ vận tốc sẽ không đổi;
C. Tốc độ góc sẽ không đổi;
D. Véc tơ gia tốc sẽ luôn hướng vào tâm.
Giải:
Chọn đáp án là B vì phương và chiều vectơ của vận tốc dài sẽ luôn luôn thay đổi (phương tiếp tuyến tại điểm đang xét)
9. Bài 11 trang 34
Một quạt máy quay với tần số là 400 vòng /phút. Cánh quạt sẽ dài 0,8 m. Hãy tính tốc độ dài và tốc độ góc của một điểm ở đầu cánh quạt.
Giải:
Vận tốc góc của đầu cánh quạt là:
Vận tốc dài của đầu cánh quạt là:
10. Bài 12 trang 34
Bánh xe đạp có đường kính là 0,66m. Xe đạp chuyển động thẳng đều với vận tốc là 12km/h. Tính tốc độ dài và tốc độ góc của một điểm ở trên vành bánh đối với người ngồi trên xe.
Giải:
Vận tốc dài của xe cũng chính là vận tốc dài của một điểm nằm ở trên bánh xe:
Tốc độ góc của một điểm nằm ở trên vành bánh xe:
11. Bài 13 trang 34
Một đồng hồ treo tường sẽ có kim phút dài 10 cm và kim giờ dài là 8 cm. Cho rằng các kim sẽ quay đều. Tính tốc độ dài và tốc độ góc của điểm đầu của hai kim.
Giải:
Vận tốc góc( hay tốc độ góc) của mỗi kim là:
- Kim giờ là:
- Kim phút là:
Vận tốc dài của mỗi kim sẽ là:
- Kim giờ là:
- Kim phút là:
12. Bài 14 trang 34
Một điểm nằm ở trên vành ngoài của một lốp xe máy sẽ cách trục bánh xe 30 cm. Xe sẽ chuyển động thẳng đều. Hỏi là bánh xe quay bao nhiêu vòng thì số chỉ ở trên đồng hồ tốc độ của xe sẽ nhảy một số ứng với 1 km.
Giải:
Ta áp dụng công thức để tính được chu vi đường tròn
Ta có: CV = 2πR
Khi mà bánh xe quay 1 vòng
=> nó đi quãng đường là:
s = CV =2.30.10-2.3,14
= 6.10-1.3,14 = 1,884 m
Khi xe đã đi được 1km => số vòng bánh xe quay sẽ là:
n = 1000/1,884
= 530,7 (n: là số vòng quay)
Suy ra n ≈ 531 vòng.
13. Bài 15 trang 34
Một chiếc tàu thủy neo tại một điểm ở trên đường xích đạo. Hãy tính được tốc độ góc và tốc độ dài của tàu đối với trục quay của Trái Đất. Biết rằng bán kính của Trái Đất là 6400km.
Giải:
Tàu thủy sẽ đứng yên so với vị trí cắm neo nhưng sẽ lại chuyển động tròn đều với trục quay của trái đất.
Do vậy vận tốc góc và vận tốc dài của tàu thủy cũng là vận tốc góc, vận tốc dài của Trái Đất mà quay quanh trục của nó. Chu kỳ quay của Trái đất sẽ là 24g = 86400s
Vậy tốc độ góc của tàu thuỷ:
Tốc độ dài của tàu thủy là:
v = R.w = 6400 000 . 726.10-7
= 64.105.726.10-7 = 464,64 m/s
Trên đây là tất cả những kiến thức về chuyển động tròn đều mà kiến Guru cung cấp cho các bạn học sinh qua bài lý 10 bài 5 trang 34. Hãy tham khảo bài viết trên để có thể nắm được các lý thuyết và phương pháp để áp dụng vào giải bài tập.
Nếu còn thắc mắc, các bạn hãy truy cập vào kienguru.vn để có được giải đáp nhanh nhất.
Chúc các bạn luôn học tập thật tốt!
