Chuyển động tròn đều: Lý thuyết và bài tập Bài tập Vật lý 10

Chuyển động tròn đều tổng hợp toàn bộ kiến thức lý thuyết và các dạng bài tập chuyển động tròn đều Vật lý lớp 10 có đáp án kèm theo.

Tài liệu giúp các bạn học sinh ôn tập nội dung kiến thức của bài đã học, nâng cao kỹ năng tư duy, phân tích giải nhanh các dạng bài tập để học tốt chương I Động học chất điểm. Nội dung chi tiết mời các bạn cùng theo dõi và tải tài liệu tại đây.

A. Kiến thức lý thuyết

I. Chuyển động tròn đều

1. Chuyển động tròn là chuyển động có quỹ đạo là một đường tròn.

2. Chuyển động tròn đều là chuyển động có quỹ đạo tròn và vật đi được những cung tròn bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau bất kì.

II. Vận tốc và tốc độ góc

1. Vận tốc (Vận tốc dài):

* Tốc độ dài

Gọi Δs là độ dài của cung tròn mà vật đi được trong khoảng thời gian rất ngắn

là tốc độ dài của vật.

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

* Vecto vận tốc trong chuyển động tròn đều

Vecto vận tốc trong chuyển động tròn đều luôn có phương tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo.

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

2. Tốc độ góc (ω):

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

Ta có với là góc mà bán kính nối từ tâm đến vật quét được trong thời gian Δt

Đơn vị tốc độ góc là rad/s

3. Chu kì (T):

Chu khì của chuyển động tròn đều là thời gian để vật đi được một vòng.

Đơn vị của chu kì là giây (s).

4. Tần số (f):

Tần số của chuyển động tròn đều là số vòng mà vật đi được trong một giây

Đơn vị của tần số là vòng /s hoặc hec (Hz).

5. Công thức liên hệ giữa vận tốc dài và vận tốc góc.

Ta có : v=ω.rv=ω.r với r là bán kính quỹ đạo

III. Gia tốc hướng tâm

Chuyển động tròn đều là chuyển động có gia tốc và gia tốc trong chuyển động tròn đều luôn hướng vào tâm của quỹ đạo nên gọi là gia tốc hướng tâm.

B. Bài tập thực hành

Câu 1. Điền vào ô trống các đại lượng chưa biết trong bảng dưới đây?

Câu 2. Vành ngoài của một bánh xe ô tô có bán kính là 25 (cm). Tính tốc độ góc và gia tốc hướng tâm của một điểm trên vành ngoài của bánh xe khi ô tô đang chạy với tốc độ dài 36 (km/h)?

ĐS: ω = 40 (rad/s); a = 400 (m/s²).

Câu 3. Một bánh xe có đường kính 100 9cm) lăn đều với vận tốc 36 (km/h). Tính gia tốc hướng tâm của một điểm trên vành bánh xe và một điểm cách vành bánh xe 1/5 bán kính bánh xe?

ĐS: a1 = 200 (m/s²) – a2 = 250 (m/s²).

Câu 4. Một đĩa tròn có bán kính 40 (cm), quay đều mỗi vòng trong 0,8 (s). Tính tốc độ dài và tốc độ góc, gia tốc hướng tâm của một điểm A nằm trên vành đĩa?

ĐS: v = p (m/s); ω = p/0,4 (rad/s); aht = p²/0,4 (m/s2).

Câu 5. Một đồng hồ có kim giờ dài 3 (cm), kim phút dài 4 (cm). Tính tốc độ dài và tốc độ góc của điểm ở đầu hai kim và so sánh tốc độ góc của hai kim và tốc độ dài của hai đầu kim?

ĐS: 1/12; 1/16.

Câu 6. So sánh vận tốc góc, vận tốc dài và gia tốc hướng tâm của một điểm A nằm ở vành ngoài và một điểm B nằm ở chính giữa bán kính của một đĩa tròn quay đều quanh trục đi qua tâm đĩa?

ĐS: ωA/ωB = 1; vA/vB = 2; aA/aB = 2.

Câu 7. Một bánh xe bán kính 60 (cm) quay đều vòng trong thời gian 2 (s). Tìm chu kì, tần số, tốc độ góc, tốc độ dài và gia tốc hướng tâm của nó?

ĐS: 0.02 (s); 50 (Hz); 3,14 (rad/s); 188,4 (m/s); 59157,6 (m/s²).

Câu 8. Một điểm A nằm trên vành bánh xe chuyển động với vận tốc 50 (cm/s), còn điểm B nằm cùng bán kính với điểm A chuyển động với vận tốc 10 (cm/s). Cho AB = 20 (cm). Hãy xác định vận tốc góc và bán kính của xe?

ĐS: ω = 2 (rad/s), R = 0,25 (m).

Câu 9. Mặt Trăng quay một vòng Trái Đất hết 27 ngày – đêm. Tính tốc độ góc của Mặt Trăng quay quanh Trái Đất?

………….

Tải file tài liệu để xem thêm nội dung chi tiết