Bài 5: Chuyển động tròn Câu hỏi C1 trang 29 Vật lí 10: Hãy nêu vài ví dụ chuyển động tròn Lời giải: Đối với người quan sát ngồi xe đạp chạy thẳng đầu van bánh xe chuyển động trịn Đối với người quan sát đứng mặt đất thấy điểm đầu mút kim giây đồng hồ chuyển động trịn Câu hỏi C2 trang 30 Vật lí 10: Một xe đạp chuyển động đường trịn bán kính 100m Xe chạy vịng hết phút Tính tốc độ dài xe Lời giải: vòng hết phút = 120s Thời gian xe quãng đường chu vi đường tròn là: t = T = 120(s) (T gọi chu kỳ quay) Tốc độ dài xe là: v s 2 r 2.3,14.100 5,23(m / s) t T 120 Câu hỏi C3 trang 31 Vật lí 10: Có loại đồng hồ treo tường mà kim giây quay liên tục Hãy tính tốc độ góc kim giây đồng hồ Lời giải: Thời gian kim giây quay hết vịng (chu kì quay kim giây) là: T = 60 s Khi kim giây quay hết vịng góc quay 2 Tốc độ góc kim giây là: 2 2.3,14 0,105(rad / s) T 60 Câu hỏi C4 trang 31 Vật lí 10: Hãy chứng minh cơng thức (5.3) Lời giải: Theo định nghĩa tốc độ góc: t Xét vòng tròn chuyển động tròn ta có: Δα = 2π, t = T 2 2 T (đpcm) T Câu hỏi C5 trang 31 Vật lí 10: Hãy chứng minh cơng thức (5.4) Lời giải: Một vòng tròn chuyển động thời gian T giây => Số vòng mà vật thời gian giây là: f T Câu hỏi C6 trang 31 Vật lí 10: Hãy tính tốc độ góc xe đạp câu C2 Lời giải: Ta có tốc độ dài tính bằng: v 2 R 2.3,14.100 5,23(m / s) T 120 ⇒ Tốc độ góc xe đạp là: v 5,23 0,0523(rad / s) R 100 Hoặc: 2 2.3,14 0,0523(rad / s) T 120 Câu hỏi C7 trang 33 Vật lí 10: Hãy chứng minh công thức: aht = r2 Lời giải: v2 Ta có a ht , mà v = r r a ht (r )2 r (đpcm) r Bài trang 34 Vật lí 10: Chuyển động trịn gì? Lời giải: Chuyển động trịn chuyển động có quỹ đạo trịn có tốc độ trung bình cung trịn Bài trang 34 Vật lí 10: Nêu đặc điểm vectơ vận tốc chuyển động tròn Lời giải: Đặc điểm vectơ vận tốc là: - Phương vectơ tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo - Độ lớn (tốc độ dài): v s t Bài trang 34 Vật lí 10: Tốc độ góc gì? Tốc độ góc xác đinh nào? Lời giải: Tốc độ góc chuyển động trịn đại lượng đo góc mà bán kính OM quét đơn vị thời gian Tốc độ chuyển động tròn đại lượng không đổi: t Bài trang 34 Vật lí 10: Viết cơng thức liên hệ tốc độ dài tốc độ góc chuyển động trịn Lời giải: Công thức liên hệ tốc độ dài tốc độ góc chuyển động trịn là: v = r Bài trang 34 Vật lí 10: Chu kì chuyển động trịn gì? Viết cơng thức liên hệ chu kì tốc độ góc Lời giải: - Chu kì chuyển động tròn thời gian để vật vịng, kí hiệu T, đơn vị: giây (s) - Cơng thức liên hệ chu kì tốc độ góc là: T = 2/ Bài trang 34 Vật lí 10: Tần số chuyển động trịn gì? Viết cơng thức liên hệ chu kì tần số Lời giải: - Tần số chuyển động tròn số vòng mà vật giây Tần số kí hiệu f, đơn vị: héc (Hz) vịng/s - Cơng thức liên hệ chu kì tần số là: f T Bài trang 34 Vật lí 10: Nêu đặc điểm viết cơng thức tính gia tốc chuyển động tròn Lời giải: Đặc điểm gia tốc chuyển động trịn ln hướng vào tâm quỹ đạo Cơng thức: a ht v2 (r: bán kính quỹ đạo) r Bài trang 34 Vật lí 10: Chuyển động vật chuyển động tròn đều? A Chuyển động lắc đồng hồ B Chuyển động mắt xích xe đạp C Chuyển động đầu van xe đạp người ngồi xe, xe chạy D Chuyển động đầu van xe đạp mặt đường, xe chạy Lời giải: A – chuyển động cong B – chuyển động cong C – chuyển động tròn D – chuyển động cong Chọn C Bài trang 34 Vật lí 10: Câu đúng? A Tốc độ dài chuyển động tròn phụ thuộc vào bán kính quỹ đạo B Tốc độ góc chuyển động trịn phụ thuộc vào bán kính quỹ đạo C Với v ω cho trước, gia tốc hướng tâm phụ thuộc vào bán kính quỹ đạo D Cả ba đại lượng không phụ thuộc vào bán kính quỹ đạo Lời giải: A – sai, tốc độ dài chuyển động trịn khơng phụ thuộc vào bán kính quỹ đạo B – sai, tốc độ góc góc vật quét 1s nên chuyển động trịn khơng phụ thuộc vào bán kính quỹ đạo C – đúng, a ht v2 r r D – sai Chọn đáp án C Bài 10 trang 34 Vật lí 10: Chỉ câu sai Chuyển động trịn có đặc điểm sau: A Quỹ đạo đường tròn; B Vectơ vận tốc khơng đổi; C Tốc độ góc khơng đổi; D Vectơ gia tốc hướng vào tâm Lời giải: Chọn B Vectơ vận tốc chuyển động trịn có độ lớn khơng đổi có hướng ln thay đổi, vectơ vận tốc thay đổi Bài 11 trang 34 Vật lí 10: Một quạt máy quay với tần số 400 vịng/ phút Cách quạt dài 0,8m Tính tốc độ dài tốc độ góc điểm đầu cánh quạt Lời giải: Ta có: f = 400 vịng/phút = 400/60 = 20/3 vịng/s Tốc độ góc điểm đầu cánh quạt là: 2 20 2 f 2.3,14 41,87(rad / s) T Tốc độ dài điểm đầu cánh quạt là: v = r.ω = 0,8.41,87 = 33,5 m/s Bài 12 trang 34 Vật lí 10: Bánh xe đạp có đường kính 0,66 m Xe đạp chuyển động thẳng với vận tốc 12 km/h Tính tốc độ dài tốc độ góc điểm vành bánh người ngồi xe Lời giải: Bán kính bánh xe đạp là: R d 0,66 0,33(m) 2 Khi xe đạp chuyển động thẳng đều, điểm M vành bánh xe người quan sát ngồi xe chuyển động tròn (Đối với mặt đất, điểm M tham gia chuyển động tịnh tiến) tốc độ dài M tốc độ dài xe: v = 12 km/h = 10/3 m/s Tốc độ góc điểm vành bánh người ngồi xe là: 10 v 10,1(rad / s) R 0,33 Bài 13 trang 34 Vật lí 10: Một đồng hồ treo tường có kim phút dài 10 cm kim dài cm Cho kim quay Tính tốc độ dài tốc độ góc điểm đầu hai kim Lời giải: Kim phút quay vịng 1h => Chu kì quay trịn điểm đầu kim phút là: Tp = 1h = 3600 s Kim quay vòng hết 12 h => Chu kì quay trịn điểm đầu kim là: Tg = 12h = 43200 s Áp dụng công thức tốc độ góc cơng thức liên hệ tốc độ dài tốc độ góc: 2 ; v r T Ta có: + Tốc độ góc kim phút là: p 2 2.3,14 0,00174rad / s Tp 3600 + Tốc độ dài kim phút là: vp rp 1,74.103.0,1 1,74.104 m / s 0,174mm / s + Tốc độ góc kim là: p 2 2.3,14 0,000145rad / s Tg 43200 + Tốc độ dài kim là: vg rg 1,45.104.0,08 0,116.104 m / s 0,0116mm / s Bài 14 trang 34 Vật lí 10: Một điểm nằm vành ngồi lốp xe máy cách trục xe 30 cm Xe chuyển động thẳng Hỏi bánh xe phải quay vịng số đồng hồ tốc độ xe nhảy số ứng với km Lời giải: Bán kính R = 30 cm = 0,3 m Khi bánh xe quay vịng xe quãng đường chu vi bánh xe Quãng đường xe bánh xe quay vòng là: S = C = 2πR = 3,14 0,3 = 1,884 m Vậy để km = 1000m bánh xe phải quay số vịng là: N 1000 530 vòng 1,884 Bài 15 trang 34 Vật lí 10: Một tàu thủy neo điểm đường xích đạo Hãy tính tốc độ góc tốc độ dài tàu trục quay Trái Đất Biết bán kính Trái Đất 400 km Lời giải: Bán kính Trái Đất là: R = 400 km = 400 000 m Trái đất quay vòng quanh trục hết 24h => Chu kì quay điểm nằm đường xích đạo quanh trục Trái Đất là: T = 24h = 24.3600 = 86400 s Tốc độ góc tàu trục quay Trái Đất là: 2 2.3,14 0,73.104 rad / s T 86400 Tốc độ dài tàu trục quay Trái Đất là: v = ω.R = 0,73.10-4 400 000 = 467,2 m/s