Hướng dẫn giải bài tập Chuyển động tròn đều môn Vật Lý 10 năm 2020

- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Toán Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho các em HS THCS lớp 6, 7, 8, 9 yêu thích môn Toán phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trườn[r]

GIẢI BÀI TẬP CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU

Bài 1: Trái đất quay quanh trục Bắc – Nam với chuyển động đều mỗi vòng 24 giờ Bán kính

Trái đất là 6400 km Tại một điểm trên mặt đất có vĩ độ β = 30° có tốc độ dài bằng bao nhiêu?

Giải

- Tốc độ góc:

2

/ 24.60.60rad s



=

- Ở vĩ độ 30o:

R = 6400000.cos30o (m)

o 30

2 6400000 os30 =403(m/s) 24.60.60

o

v =r=  c

Bài 2: Một sợi dây không dãn, chiều dài L = 0,5 m, khối lượng không đáng kể, một đầu giữ cố

định ở O cách mặt đất 10m, còn đầu kia buộc vào viên bi nặng Cho viên bi quay tròn đều trong mặt phẳng thẳng đứng với tốc độ góc ω = 10 rad/s Khi dây nằm ngang và viên bi đang đi

xuống thì dây bị đứt Lấy g = 10 m/s2 Vận tốc của viên bi khi chạm đất là?

Giải

- Tốc độ dài của viên bi lúc dây đứt là:

v0 = ω.L = 10.0,5 = 5 m/s

Chọn trục Ox thẳng đứng hướng xuống gốc O tại vị trí viên bi khi bị đứt dây, gốc thời gian là lúc dây bị đứt

- Sau đó bi chuyển động như vật được thẳng đứng hướng xuống Phương trình chuyển động

của viên bi là:

2

2

2

t

x=v t+g = +t t

- Khi viên bi chạm đất thì:

x = 10 m

→ v0.t + 0,5.g.t2 = 10

Giải phương trình ta được: t = 1s (loại nghiệm âm)

- Vận tốc viên bi lúc chạm đất là:

v = v0+ g.t = 15 m/s

Bài 3: 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

Giải

Ta có: RA = 30 cm ⇒ RB = 15 cm

- Tốc độ góc:

rad s T



- Tốc độ dài của mỗi vật:

vA = rA.ω = 0,94 m/s;

vB = rB ω = 0,47 m/s

Bài 4: Một đĩa quay đều quanh trục qua tâm O, với vận tốc qua tâm là 300 vòng/ phút

a Tính tốc độ góc, chu kì

b Tính tốc độ dài, gia tốc hướng tâm của 1 điểm trên đĩa cách tâm 10 cm, lấy g = 10 m/s2

Giải

f = 300 vòng/phút = 5 vòng/s

a Tốc độ góc và chu kì của vật lần lượt là:

ω = 2π.f = 10π rad/s

T = 1/f = 0,2 s

b Tốc độ góc là v = r ω = 3,14 m/s

Gia tốc hướng tâm:

2

2

98, 7 ( / )

ht

v

r

Bài 5: Trong 1 máy gia tốc e chuyển động trên quỹ đạo tròn có R = 1 m Thời gian e quay hết 5 vòng là 5.10-7 s Hãy tính tốc độ góc, tốc độ dài, gia tốc hướng tâm của e

Giải

- Chu kỳ là:

- Suy ra tốc độ góc của vật là:

- Tốc độ dài và gia tốc hướng tâm của vật lần lượt là:

v = r ω = 2π.107 m/s

Bài 6: Một vệ tinh nhân tạo chuyển động tròn đều quanh Trái Đất, mỗi vòng hết 90 phút Vệ

tinh bay ở độ cao 320 km so với mặt đất Biết bán kính Trái Đất là 6380 km Vận tốc và gia tốc hướng tâm của vệ tinh là:

Giải

- Bán kính quỹ đạo của vệ tinh là:

RV = 6380 + 320 = 6700 km = 67.105 m

- Chu kỳ quay của vệ tinh: T = 90 phút = 5400 s

- Vận tốc góc của vệ tinh:

⟹ Vận tốc dài của vệ tinh:

- Gia tốc hướng tâm của vệ tinh là:

aht = ω2.RV = 9,07 m/s2

Bài 7: Trên mặt một chiếc đồng hồ treo tường, kim giờ dài 10 cm, kim phút dài 15 cm Tốc độ

góc của kim giờ và kim phút là:

Giải

- Bán kính quỹ đạo kim phút:

Rp = 10 cm = 0,1 m

- Kim phút quay 1 vòng được 1h nên chu kì quay tròn của điểm đầu kim phút là:

Tp = 1h = 3600 s

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

- Tốc độ dài của kim phút là:

- Tốc độ góc của kim phút là:

Bài 8: Một con tàu vũ trụ chuyển động tròn đều quanh trái đất mỗi vòng hết 2 giờ Con tàu bay

ở độ cao 400 km cách mặt đất, bán kính trái đất 6400 km Tốc độ của con tàu gần giá trị nào

nhất sau đây?

A 1890 m/s

B 4320 m/s

C 6820 m/s

D 5930 m/s

Giải

Chọn D

Chu kỳ quay: T = 2 giờ = 7200 s

Bài 9: Một bánh xe bán kính 60 cm quay đều 100 vòng trong thời gian 2 s Gia tốc hướng tâm

của một điểm trên vành bánh xe là

Giải

- Tần số góc là:

ꞷ=100/2 vòng/s = 50.2π rad/s = 100π rad/s;

- Bán kính quỹ đạo của một điểm trên vành bánh xe :

R = 60 cm = 0,6 m

aht = ω2R = (100.3,14)2.0,6 = 59157,6 m/s2

Bài 10: Chiều dài của mộ kim giây đồng hồ là 1cm Độ biến thiên của vận tốc dài của đầu kim

giây trong thời gian 15s là

Giải

Chọn D

Vận tốc là đại lượng vectơ nên khi xét sự biến của nó phải xét cả đến phương chiều

Trong 15 s kim giây đồng hồ quay được 900 (hình vẽ) nên độ biến thiên vận tốc là:

Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi

về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên danh

tiếng

xây dựng các khóa luyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và

Sinh Học

trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên khác cùng TS.Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo và Thầy Nguyễn Đức

Tấn

THCS lớp 6, 7, 8, 9 yêu thích môn Toán phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt điểm tốt ở các kỳ thi HSG

dành cho học sinh các khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh

Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc

Bá Cẩn cùng đôi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia

các môn học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất

miễn phí từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn Toán- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và Tiếng Anh

Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai

Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%

Học Toán Online cùng Chuyên Gia

HOC247 NET cộng đồng học tập miễn phí HOC247 TV kênh Video bài giảng miễn phí