Chủ đề 13: Tính lực hướng tâm

Vận dụng các công thức trong chuyển động tròn đều

- Công thức chu kì : 

- Công thức tần số: 

- Công thức tốc độ góc: 

- Lực hướng tâm: F_ht = ma_ht

- Công thức gia tốc hướng tâm: 

- Công thức liên hệ giữa tốc độ dài, tốc độ góc: v = r.ω

Bài tập vận dụng

Bài 1: Xe đạp của 1 vận động viên chuyển động thẳng đều với v = 36 km/h. Biết bán kính của lốp bánh xe đạp là 40 cm. Tính tốc độ góc và gia tốc hướng tâm tại một điểm trên lốp bánh xe.

Hướng dẫn:

Vận tốc xe đạp cũng là tốc độ dài của một điểm trên lốp xe: v = 10 m/s

Tốc độ góc: 

Gia tốc hướng tâm tại một điểm trên lóp bánh xe là:

Bài 2: Vệ tinh A của Việt Nam được phòng lên quỹ đạo ngày 19/4/2008. Sau khi ổn định, vệ tinh chuyển động tròn đều với v = 2.21 km/h ở độ cao 24000km so với mặt đất. Bán kính Trái Đất là 6389 km. Tính tốc độ góc, chu kì, tần số của vệ tinh.

Hướng dẫn:

v = 2,21 km/h = 0,61 m/s

r = R + h = 24689 km = 24689.10³ m

ω = v.r = 15060290 rad/s

Chu kì: 

Tần số: f = 1/T = 2398135 vòng/s

Bài 3: Một đồng hồ treo tường có kim giờ dài 2,5 cm, kim phút dài 3 cm. So sánh tốc độ góc, tốc độ dài của 2 đầu kim nói trên.

Hướng dẫn:

- Đối với kim giờ:

T_h = 43200s ⇒ 

suy ra v_h = r.ω = 2.5.10^-2.1.45.10^-4 = 3.4.10^-6 m/s

- Đối với kim phút:

T_ph = 3600s ⇒ 

suy ra v_ph = r.ω = 0.03. 1.74.10^-3 = 5.22.10^-5 m/s

vậy ω_ph = 12 ω_h

v_ph = 14.4 v_h

Bài 4: Một vệ tinh quay quanh Trái Đất tại độ cao 200 km so với mặt đất. Ở độ cao đó g = 9,2 m/s². Hỏi tốc độ dài của vệ tinh là bao nhiêu?

Hướng dẫn:

Ta có:

Bài 5: Một đĩa đồng chất có dạng hình tròn có R = 30 cm đang quay tròn đều quanh trục của nó. Biết thời gian quay hết 1 vòng là 2s. Tính tốc độ dài, tốc độ góc của 2 điểm A, B nằm trên cùng 1 đường kính của đĩa. Biết điểm A nằm trên vành đĩa, điểm B nằm trên trung điểm giữa tâm O của vòng tròn và vành đĩa.

Hướng dẫn:

R_A = 30 cm ⇒ R_B = 15 cm

Tốc độ góc: ω = 2πT = πrad/s = ωB

Ta có: v_A = r_A.ω = 0.94 m/s; v_B = r_B.ω = 0.47 m/s

Được cập nhật: 23 tháng 4 lúc 2:36:34 | Lượt xem: 521