Chuyển Động Tròn Đều – Vật Lí 10 Bài 5 Trang 34

Chuyển động tròn đều là nội dung thường gặp trong các bài kiểm tra Vật lý. Vậy để hiểu rõ hơn về chuyển động tròn đều và cách giải các dạng bài tập về kiến thức này, các em hãy theo dõi bài viết sau của chúng tôi.

Chuyển động tròn và tốc độ trung bình trong chuyển động tròn

Chuyển động tròn được định nghĩa là chuyển động có quỹ đạo là một đường tròn.

Ví dụ: Chuyển động của một cabin trong trò chơi đu quay.

Những Món Đồ Cực Kỳ Cần Thiết Cho Mẹ và Bé Yêu Đang MIỄN PHÍ Vận Chuyển và Giảm Tới 50%

Khăn Che Bé Bú Đa Năng

Mua Ngay

Yếm Ăn Dặm Chống Thấm

Mua Ngay

Đai Đi Xe Máy Cho Bé

Mua Ngay

Dép Tập Đi Chống Ngã

Mua Ngay

Chuyển động tròn là gì?

Công thức tính tốc độ trung bình trong chuyển động tròn:

Công thức tính tốc độ trung bình trong chuyển động tròn:

Chuyển động tròn đều là gì?

Chuyển động của đầu kim giờ trong đồng hồ là chuyển động tròn đều (Nguồn: Internet)

Chuyển động tròn đều được định nghĩa là chuyển động có quỹ đạo tròn và tốc độ trung bình trên mọi cung tròn là như nhau.

Ví dụ: Chuyển động đều của đầu kim giờ trong đồng hồ.

Chuyển động của đầu kim giờ trong đồng hồ là chuyển động tròn đều

Các đại lượng trong chuyển động tròn đều

Tốc độ dài (Vận tốc)

Tốc độ dài trong chuyển động tròn đều

Gọi Δs là độ dài cung tròn mà vật di chuyển được trong khoảng thời gian rất ngắn. Ta có công thức tính tốc độ dài của vật là:

Tốc độ dài (Vận tốc)
Tốc độ dài (Vận tốc)

Trong chuyển động tròn đều tốc độ dài của vật có độ lớn luôn không đổi.

Vectơ vận tốc trong chuyển động tròn đều

Vectơ vận tốc trong chuyển động tròn đều
Vectơ vận tốc trong chuyển động tròn đều (Nguồn: Internet)

Đối với chuyển động tròn đều, vecto vận tốc có phương luôn luôn thay đổi.

Tốc độ góc

Tốc độ góc của chuyển động tròn đều được định nghĩa là đại lượng đo bằng góc mà bán kính OM quét được trong một đơn vị thời gian và đây là đại lượng không đổi.

Công thức tính tốc độ góc:

Tốc độ góc

Trong đó:

  • Δα là góc bán kính OM quét được (rad)
  • Δt là thời gian bán kính OM quét (s)
  • ω là tốc độ góc (rad/s)

Chu kỳ

Chu kì T là thời gian để vật di chuyển hết một vòng. Đơn vị đo là giây (s).

Tần số

Tần số f là số vòng mà vật di chuyển được trong 1 giây. Đơn vị đo của f là vòng/s hoặc Hec (Hz).

Công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc

Công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc

Trong đó:

  • v là tốc độ dài (m/s)
  • ω là tốc độ góc (rad/s)
  • r là bán kính (m)

Gia tốc hướng tâm trong chuyển động tròn đều

Trong chuyển động tròn đều, vận tốc luôn duy trì ổn định nhưng hướng lại thay đổi. Vì vậy, chuyển động này sẽ sinh ra gia tốc. Gia tốc luôn hướng vào tâm của quỹ đạo nên được gọi là gia tốc hướng tâm.

Công thức tính gia tốc hướng tâm

Công thức tính gia tốc hướng tâm
Công thức tính gia tốc hướng tâm

Trong đó:

  • aht là gia tốc hướng tâm (m/s2)
  • v là tốc độ dài (m/s)
  • ω là tốc độ góc (rad/s)
  • r là bán kính (m)

Sơ đồ tư duy về chuyển động tròn đều – Vật lí 10

Bài tập minh họa về chuyển động tròn đều

Bài tập 1: Một máy gia tốc chuyển động tròn đều trên quỹ đạo có r = 1m. Thời gian máy gia tốc quay hết 5 vòng là 5.10-7s. Hãy tính vận tốc, tốc độ góc và gia tốc hướng tâm của máy.

Hướng dẫn giải:

Công thức tính gia tốc hướng tâm
Công thức tính gia tốc hướng tâm

Bài tập 2: Một xe bán tải nhỏ chuyển động đều có đường kính của bánh xe là 80cm. Tính tần số, tốc độ góc và chu kì của đầu van xe.

Hướng dẫn giải:

Vận tốc xe bằng tốc độ dài: v = 10 m/s

Tốc độ góc là: ω = v.r = 12.5 (rad/s)

Chu kì là: T = 2πω = 0.5 (s)

Tần số là: f = 1T = 2 (vòng/s)

Bài tập 3: Một con quay chuyển động tròn đều quanh một trục có tâm là O, với vận tốc là 300 vòng/phút.

  1. Tính chu kì, tốc độ góc.
  2. Tính tốc độ dài và gia tốc hướng tâm của một điểm trên đĩa cách tâm là 10cm (g = 10 m/s2).

Hướng dẫn giải:

Công thức tính gia tốc hướng tâm
Công thức tính gia tốc hướng tâm

Bài tập bổ sung

Bài tập 1. Một điểm nằm ngoài cùng cánh quạt có chiều dài 30cm chuyển động tròn đều với chu kỳ quay là 0,2s. Xác định tốc độ dài và tốc độ góc của điểm đó.

Bài tập 2. Một chất điểm chuyển động tròn đều trong một phút quay được 300 vòng. Xác định tốc độ dài, tốc độ góc và độ lớn gia tốc hướng tâm của chất điểm biết bán kính quỹ đạo tròn là 40cm

Bài tập 3. Xác định tỉ số giữa tốc độ góc, tỉ số giữa tốc độ dài, tỉ số giữa gia tốc hướng tâm của chất điểm nằm trên đầu kim phút dài 4cm, kim giờ dài 3cm,

Bài tập 4. Xác định chu kỳ quay, tốc độ góc, gia tốc hướng tâm của một chất điểm chuyển động tròn đều với tốc độ 64,8km/h trên quĩ đạo có bán kính 30cm.

Bài tập 5: Xác định tỉ số của tốc độ dài của một điểm trên đầu kim phút và kim giờ biết chiều dài kim giờ nhỏ hơn chiều dài kim phút 1,5 lần.

Bài tập 6. Coi chuyển động của Trái Đất quanh Mặt Trời là chuyển động tròn đều và chuyển động tự quay quanh mình của Trái Đất cũng là chuyển động tròn đều. Biết bán kính của Trái Đất là 6400km, Trái Đất cách Mặt Trời 150triệu km, Chu kỳ quay của Trái Đất quanh Mặt Trời là 365 ngày và 1/4 ngày Trái Đất tự quay quanh mình nó mất 1 ngày. Tính
a) Tốc độ góc và tốc độ dài của tâm Trái Đất trong chuyển động tròn quanh Mặt Trời
b) Tốc độ góc và tốc độ dài của một điểm nằm trên đường xích đạo trong chuyển động tự quay quanh mình của Trái Đất.
c) Tốc độ góc và tốc độ dài của một điểm nằm trên vĩ tuyến 30 trong chuyển động tự quay quanh mình của Trái Đất

Bài tập 7. Điểm A ngoài vành của ròng rọc có vận tốc vA = 0,6m/s. Điểm B trên cùng bán kính với A, với AB = 20cm có vận tốc vB = 0,2m/s. Tính vận tốc góc và đường kính của ròng rọc coi ròng rọc chuyển động quay đều quanh trục đi qua tâm.

Bài tập 8: Nếu lấy mốc thời gian là 5 giờ 15 phút. Xác định thời gian ngắn nhất kim phút đuổi kịp kim giờ

Bài tập 9: Một đĩa tròn nhỏ bán kính R lăn không trượt ở vành ngoài của đĩa tròn lớn bán kính 2R trong mặt phẳng chứa hai đĩa, đĩa lớn nằm cố định. Thời gian lăn hết một vòng quanh tâm đĩa lớn là T. Hãy tìm tốc độ góc của đĩa nhỏ.

Bài tập 10. Trái đất quay quanh mặt trời theo qui đạo coi như tròn, bán kính R = 1,5.108km. Mặt trăng quay quanh trái đất theo quĩ đạo coi như tròn, bán kính r = 3,8.195km.
a/ Tính quãng đường trái đất vạch được trong thời gian mặt trăng quay đúng một vòng (1tháng âm lịch)
b/ Tính số vòng quay của mặt trăng quanh trái đất trong thời gian trái đất quay đúng một vòng (1năm)
biết chu kỳ quay của trái đất Tđ = 365,25ngày
chu kỳ quay của mặt trăng: Tt = 27,25 ngày

Bài tập 11. Trái đất quay quanh trục bắc – nam với chuyển động đều mỗi vòng 24h.
a/ tính vận tốc góc của trái đất
b/ tính vận tốc dài của một điểm trên mặt đất có vĩ độ 45o cho R = 3570km
c/ một vệ tinh viễn thông quay trong mặt phẳng xích đạo và đứng yên đối với mặt đất (vệ tinh địa tĩnh) ở độ cao h = 36500km. Tính vận tốc dài của vệ tinh.

Bài tập 12. Hai ngôi sao S1; S2 vạch hai đường tròn đồng tâm O có bán kính R1 = 2.1012m; R2 = 8.1012m. Hai ngôi sao luôn thẳng hàng (hình vẽ) với tâm O và vạch trọn 1 vòng quay sau 300 năm.
a/ Tính thời gian để ánh sáng truyền từ sao này tới sao kia (cho vận tốc ánh sáng c = 3.108m/s)
b/ Hình vẽ ứng với thời điểm gốc t = 0, trình bày vị trí của hai ngôi sao này ở các thời điểm t1 = 75 năm; t2 = 150năm; t3 = 225năm cùng với véc tơ vận tốc của mỗi ngôi sao.
Tỉ lệ xích: khoảng cách 1cm cho 1012m, vận tốc 1cm cho 1km/s.
Bài tập vật lý lớp 10 chuyển động tròn đều, vật lý phổ thông

Bài tập 13. Trong máy cyclotron, các proton sau khi được tăng tốc thì đạt vận tốc 3000km/s và chuyển động tròn đều với bán kính R = 25cm.
a/ Tính thời gian để một proton chuyển động 1/2 vòng và chu kỳ quay của nó.
b/ Giả sử cyclotron này có thể tăng tốc các electron tối được vận tốc xấp xỉ vậ tốc ánh sáng. Lúc đó, chu kì quay của các electron là bao nhiêu.

Bài tập 14. Một dụng cụ để đo vận tốc phân tử có cấu tạo như hình vẽ. Một dây phủ Ag đặt theo trục O cua hai ống kính hình trụ có bán kính r, R. Dây này được đốt nóng bằng dòng điện để phóng xa các nguyên tử Ag. Hai ống hình trụ liên kết với nhau quay quanh trục với cùng vận tốc góc ω. Hình trụ bên trong có một khe hở để các nguyên tử Ag có thể bay ra ngoài. Khi hai hình trụ không quay, Ag bán vào ở A. Khi hai hình trụ quay đều có Ag bám vào ở B cách A đoạn l . Tính vận tốc các nguyên tử Ag.
Bài tập vật lý lớp 10 chuyển động tròn đều, vật lý phổ thông

Bài tập 15. Một đĩa tròn bán kính R lăn không trượt ở vành ngoài đĩa cố định khác có bán kính 2R. Muốn lăn hết một vòng quanh đĩa lớn thì đĩa nhỏ phải quay mấy vòng quanh trục của nó
Bài tập vật lý lớp 10 chuyển động tròn đều, vật lý phổ thông

Bài tập 16. Có hai người quan sát A1 và A2 đứng trên bệ tròn quay ngược chiều nhau. Cho O1O2 = 5m; O1A1 = O2A2 = 2m, ω1 = ω2 = 1 rad/s. Tính vận tốc dài của A1 đối với A2 tại thời điểm hai người có vị trí như hình vẽ.
Bài tập vật lý lớp 10 chuyển động tròn đều, vật lý phổ thông

Bài tập 17. Trong một trò chơi bắn bia, có một bệ tròn nằm ngang quay với vận tốc góc ω không đổi quanh một trục thẳng đứng. Đạn có chuyển động thẳng đều với vận tốc v. Bán kính bệ tròn là R. Trên hình vẽ (1) là vị trí trục quay, (2) là một điểm trên mép của bệ. Xác định hướng bắn để đạn trung bia trong hai trường hợp
– người bắn ở (2), bia đặt ở (1)
– người bắn ở (1), bia đặt ở (2)
Bài tập vật lý lớp 10 chuyển động tròn đều, vật lý phổ thông

Bài tập 18. Biết vận tốc dài của một vệ tinh địa tĩnh là 3100 (m/s). Hãy xác định độ cao của vệ tinh đó. Cho biết bán kính trái đất R = 6400 (km)

Bài tập 19. Hai điểm M, N nằm trên cùng một bán kính của một vô lăng đang quay đều, cách nhau 40cm. Điểm M ở phía ngoài có vận tốc vM = 1,2 m/s, còn điểm N có vận tốc vN = 0,4 m/s. tính tốc độ góc của vô lăng và khoảng cách từ N đến trục quay

Bài tập 20. tính gia tốc của mặt trăng quay quanh trái đất, biết khoảng cách từ Trái đất đến mặt trăng là 3,18.108 m Chu kì của mặt trăng là 27,32 ngày

Bài tập 21. Một điểm nằm trên vành ngoài của một lớp xe máy, cách trục bánh xe 30cm. Xe chuyển động thẳng đều. hỏi bánh xe quay được bao nhiêu vòng thì số chỉ trên đồng hồ tốc độ sẽ nhảy được 1 số. Biết 1 số ứng với chiều dài 1km của quãng đường

5/5 - (2 votes)

Check Also

Định Luật Sác Lơ và Quá Trình Đẳng Tích - Lý Thuyết và Bài tập

Định Luật Sác Lơ và Quá Trình Đẳng Tích – Lý Thuyết và Bài tập

Trong chương trình Vật Lý 10, ở chu trình vận động và biến đổi của …

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *