Giải Vật Lí 10 Bài 5: Chuyển động tròn đều

Bài 5: Chuyển động tròn đều

C1. ( trang 29 sgk Vật Lý 10) Hãy nêu một vài ví dụ về chuyển động tròn đều.

Lời giải:

Đối với người quan sát ngồi trên xe đạp đang chạy thẳng đều thì đầu van bánh xe chuyển động tròn đều; Điểm đầu mút của kim giây đồng hồ là chuyển động tròn đều…

C2. ( trang 30 sgk Vật Lý 10) Một chiếc xe đạp chuyển động đều trên một đường tròn bán kính 100m. Xe chạy một vòng hết 2 phút. Tính tốc độ dài của xe.

Lời giải:

1 vòng hết 2 phút = 120s

⇒ Thời gian quay xe đi được một quảng đường bằng chu vi của đường tròn là: t = T = 120(s) (T được gọi chu kỳ quay)

Tốc độ dài của xe là:

C3. ( trang 31 sgk Vật Lý 10) Có loại đồng hồ treo tường mà kim giây quay đều liên tục. Hãy tính tốc độ góc của kim giây trong đồng hồ này.

Lời giải:

C4. ( trang 31 sgk Vật Lý 10) Hãy chứng minh công thức

Lời giải:

Theo định nghĩa tốc độ góc:

Xét 1 vòng tròn của chuyển động tròn đều ta có: Δα = 2π

C5. ( trang 31 sgk Vật Lý 10) Hãy chứng minh công thức f = 1/T.

Lời giải:

C6. ( trang 31 sgk Vật Lý 10) Hãy tính tốc độ góc của chiếc xe đạp trong câu C2.

Lời giải:

Ta có tốc độ dài được tính bằng:

⇒ Tốc độ góc của xe đạp là:

Hoặc:

C7. ( trang 33 sgk Vật Lý 10) Hãy chứng minh công thức: a_ht = ω²R.

Lời giải:

Bài 11 (trang 34 SGK Vật Lý 10) : Một quạt máy quay với tần số 400 vòng/ phút. Cách quạt dài 0,8m. Tính tốc độ dài và tốc độ góc của một điểm ở đầu cánh quạt.

Lời giải:

Ta có:

Tốc độ góc của một điểm bất kì ở đầu cánh quạt là:

Tốc độ dài của điểm trên đầu cánh quạt là: V = R.ω = 33,5 m/s.

Bài 12 (trang 34 SGK Vật Lý 10) : Bánh xe đạp có đường kính 0,66 m. Xe đạp chuyển động thẳng đều với vận tốc 12 km/h. Tính tốc độ dài và tốc độ góc của một điểm trên vành bánh đối với người ngồi trên xe .

Lời giải:

Bán kính của bánh xe đạp là:

Khi xe đạp chuyển động thẳng đều, một điểm M trên vành bánh xe đối với người quan sát ngồi trên xe chỉ chuyển động tròn đều. (Đối với mặt đất, điểm M còn tham gia chuyển động tịnh tiến) khi đó tốc độ dài của M bằng tốc độ dài của xe: v = 12 km/h = 10/3 m/s.

Tốc độ góc của một điểm trên vành bánh đối với người ngồi trên xe là:

Bài 13 (trang 34 SGK Vật 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.

Lời giải:

Kim phút quay 1 vòng được 1h → Chu kì quay tròn của điểm đầu kim phút là: T_p = 1h = 3600 s

Kim giờ quay 1 vòng hết 12 h → Chu kì quay tròn của điểm đầu kim giờ là: T_g = 12h = 43200 s.

Áp dụng công thức liên hệ giữa tố độ dài và tốc độ góc:

Ta có:

• Tốc độ dài của kim phút là:

• Tốc độ góc của kim phút là:

• Tốc độ góc của kim giờ là:

Tốc độ dài của kim giờ là:

V_g = R_g.ω_g = 0,08. 1,45.10^-4 = 0,116.10^-4 m/s = 0,0116 mm/s.

Bài 14 (trang 34 SGK Vật Lý 10) : Một điểm nằm trên vành ngoài của một lốp xe máy cách trục của xe 30 cm. Xe chuyển động thẳng đều. Hỏi bánh xe phải quay bao nhiêu vòng thì số chỉ trên đồng hồ tốc độ của xe sẽ nhảy một số ứng với 1 km.

Lời giải:

Khi bánh xe quay được một vòng thì xe đi được quãng đường bằng chu vi của bánh xe. Quãng đường mà một vòng đi được là chu vi của vòng tròn:

S = C = 2πR = 2. 3,14. 0,3 = 1,884m.

Vậy để đi được 1 km = 1000m thì bánh xe phải quay

Bài 15 (trang 34 SGK Vật Lý 10) : 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.

Lời giải:

Bán kính của Trái Đất là: R = 6400 km = 6400000 m.

Trái đất quay một vòng quanh trục hết 24h → Chu kì quay của 1 điểm nằm trên đường xích đạo quanh trục Trái Đất là: T = 24h = 24.3600 = 86400 (s).

Tốc độ góc của tàu đối với trục quay của Trái Đất là:

Tốc độ dài của tàu đối với trục quay của Trái Đất là:

V = ω.R = 7,3.10^-5. 6400000 = 467,2 m/s.

Comments

comments