Bài 5: Chuyển động tròn đều - Vật lý 10

5 trắc nghiệm 14 bài tập SGK 8 hỏi đáp

Chuyển động tròn đều là gì ? Nó có những đặc điểm gì khác so với 2 loại chuyển động mà chúng ta đã được học là Chuyển động thẳng đều và Chuyển động thẳng biến đổi đều

Mời các em cùng nghiên cứu nội dung của Bài 5: Chuyển động tròn đều để có thể hiểu sâu hơn kiến thức về chuyển động tròn đều và các dạng bài tập trong chuyển động tròn đều

Tóm tắt lý thuyết

I. Định nghĩa.

1. Chuyển động tròn.

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

  • Ví dụ: Các điểm trên ghế đu quay

2. Tốc độ trung bình trong chuyển động tròn.

  •   Tốc độ trung bình của chuyển động tròn là đại lượng đo bằng thương số giữa độ dài cung tròn mà vật đi được và thời gian đi hết cung tròn đó.

\({v_{tb}} = \frac{{\Delta s}}{{\Delta t}}\)

3. Chuyển động tròn đều. 

  •   Chuyển động tròn đều là chuyển động có quỹ đạo tròn và có tốc độ trung bình trên mọi cung tròn là như nhau.

II. Tốc độ dài và tốc độ góc.

1. Tốc độ dài:

\(v = \frac{{\Delta s}}{{\Delta t}}\)

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

2. Véc tơ vận tốc trong chuyển động tròn đều:

\(\vec v = \frac{{\vec s}}{{\Delta t}}\)

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

  • Trong chuyển động tròn đều véctơ vận tốc có phương luôn luôn thay đổi.

3. Tần số góc, chu kì, tần số.

  a) Tốc độ góc.

  • Tốc độ góc của chuyển động tròn đều là đại lượng đo bằng góc mà bán kính quay quét được trong một đơn vị thời gian:

\(\omega  = \frac{{\Delta \alpha }}{{\Delta t}}\)

  • Tốc độ góc của chuyển động tròn đều là một đại lượng không đổi.

  • Đơn vị tốc độ góc là rad/s.

  b) Chu kì.

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

  •   Liên hệ giữa tốc độ góc và chu kì:

\(T = \frac{{2\pi }}{\omega }\)

  • Đơn vị chu kì là giây (s).

  c) Tần số.

  • Tần số f của chuyển động tròn đều là số vòng mà vật đi được trong 1 giây.

  • Liên hệ giữa chu kì và tần số:

\(f = \frac{1}{T}\)

  • Đơn vị tần số là vòng trên giây (vòng/s) hoặc héc (Hz).

  d) Liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc: v = r\omega

II. Gia tốc hướng tâm.

1. Hướng của véctơ gia tốc trong chuyển động tròn đều.

  • Trong chuyển động tròn đều, tuy vận tốc có độ lớn không đổi, nhưng có hướng luôn thay đổi, nên chuyển động này có gia tốc.

  • Gia tốc trong chuyển động tròn đều luôn hướng vào tâm của quỹ đạo nên gọi là gia tốc hướng tâm.

2. Độ lớn của gia tốc hướng tâm.  

\({a_{ht}} = \frac{{{v^2}}}{r}\)

Bài tập minh họa

Bài 1:

Xe đạp của 1 vận động viên chuyển động thẳng đều với v = 36km/h. Biết bán kính của lốp bánh xe đạp là 32,5cm. Tính tốc độ góc và gia tốc hướng tâm tại một điểm trên lốp bánh xe.

Hướng dẫn giải:

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

  • Tốc độ góc: \(\omega  = \frac{v}{R} = 30,77rad/s\)

  • Gia tốc hướng tâm:  \(a = \frac{{{v^2}}}{R} = 307,7m/{s^2}\)

Bài 2:

Bánh xe đạp có đường kinh 0,66m. Xe đạp chuyển động thẳng đều với vận tốc 12km/h. Tính tốc độ dài và tốc độ góc của một điểm trên vành bánh đối với người ngồi trên xe.

Hướng dẫn giải:

Ta có: 

\(v = 3,3 m/s\)

  • Chu vi bánh xe: \(C = 2\pi .R = 0,66\pi C = 2\pi .R = 0,66\pi\)

  • Số vòng quay của xe: \(f = 3,30,66\pi f = 3,30,66\pi\) (vòng /s)

\(\Rightarrow \omega =f.2\pi =10rad/s\)

Lời kết

Qua bài giảng Chuyển động tròn đều này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :

  • Phát biểu được định nghĩa của chuyển động tròn đều.

  • Viết được công thức tính độ lớn của tốc độ dài và trình bày đúng được hướng của véc tơ vận tốc của chuyển động tròn đều

  • Phát biểu được định nghĩa và nêu được đơn vị đo của chu kì và tần số, công thức liên hệ giữa được tốc độ dài và tốc độ góc.

  • Nêu được hướng của gia tốc trong chuyển động tròn đều và viết được công thức của gia tốc hướng tâm

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Chuyển động tròn đều cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. Các em được làm bài thi MIỄN PHÍ để kiểm tra kiến thức cho bản thân nhé. Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt, chuẩn bị sẵn sàng kiến thức để đạt thành tích cao nhất trong học tập nhé!      

-- Mod Vật Lý 10 HỌC247