Bài 5: Chuyển động tròn đều
Bài 1 (trang 34 SGK Vật Lý 10):
Chuyển động tròn đều bằng gì?
Trả lời:
Chuyển động tròn đều là chuyển động có quỹ đạo tròn đều và có tốc độ như nhau trên mọi cung.
Bạn đang xem: Giải bài tập Vật Lý 10 bài 5 trang 34
Bài 2 (trang 34 SGK Vật Lý 10):
Nêu độ lớn của vectơ vận tốc đối với chuyển động tròn đều.
Trả lời:
Các giá trị của vectơ vận tốc là:
– Vectơ có phương là tiếp tuyến của đường tròn quỹ đạo.
– Kích thước (tốc độ lớn nhất):
Bài 3 (trang 34 SGK Vật Lý 10):
Vận tốc góc là gì? Vận tốc góc được xác định như thế nào?
Trả lời:
Vận tốc góc của chuyển động tròn đều bằng số đo góc tạo bởi bán kính OM trong một thời điểm. Tốc độ quay bằng khối lượng không đổi:
Bài 4 (trang 34 SGK Vật Lý 10):
Viết công thức liên hệ giữa vận tốc thẳng và vận tốc góc trong chuyển động tròn đều.
Trả lời:
Bài 5 (trang 34 SGK Vật Lý 10):
Thời gian chu kỳ là gì? Viết phương trình liên hệ giữa thời gian với vận tốc góc.
Trả lời:
Chu kỳ chuyển động tròn đều bằng thời gian vật đi hết một vòng
Ký hiệu thời gian là T, đơn vị: giây.
Công thức liên hệ giữa thời gian và vận tốc góc là: T = 2π/ω
Bài 6 (trang 34 SGK Vật Lý 10):
6. Thế nào là chuyển động tròn đều? Viết công thức liên hệ giữa thời gian và thời gian.
Trả lời:
Tốc độ của chuyển động tròn đều là số vòng quay mà vật chuyển động được trong 1 giây. Tần số tín hiệu là f, đơn vị: Herc (Hz); vòng / phút tại
Công thức cho mối quan hệ giữa thời gian và tần số là: f = 1/T
Bài 7 (trang 34 SGK Vật Lý 10):
Gọi tên hình và viết công thức gia tốc trong chuyển động tròn đều.
Trả lời:
Dạng gia tốc trong chuyển động thẳng đều (và tính chất của gia tốc hướng tâm): Luôn hướng vào tâm quỹ đạo.
Bài 8 (trang 34 SGK Vật Lý 10):
Đường tròn nào sau đây là đường tròn đều?
A. Chuyển động của đồng hồ quả lắc.
B. Chuyển động của xích xe đạp.
C. Chuyển động của đầu van xe đạp trong mối quan hệ với người ngồi trên xe, xe chạy ổn định.
D. Chuyển động của đầu van xe đạp đối với mặt đường, ô tô chuyển động thẳng đều.
Trả lời:
Chọn C
Chuyển động của đầu van xe đạp liên quan đến người ngồi trên xe và xe đang di chuyển và di chuyển xung quanh.
(R: bán kính quỹ đạo)
Bài 9 (trang 34 SGK Vật Lý 10):
Câu nào là chính xác?
A. Tốc độ lớn nhất của chuyển động tròn đều phụ thuộc vào độ dài quãng đường.
B. Vận tốc góc của chuyển động tròn đều phụ thuộc vào độ dài đường đi.
C. Vì v là ω nên vận tốc trung bình phụ thuộc vào độ dài quãng đường.
D. Cả ba đại lượng này đều không phụ thuộc vào quỹ đạo đường đi.
Trả lời:
A sai vì vận tốc dài của chuyển động tròn đều không phụ thuộc vào độ dài quãng đường đi.
B sai vì vận tốc góc là góc mà vật quay được trong 1s nên trong chuyển động tròn đều không phụ thuộc vào độ dài đường đi.
→ D sai
Chọn C. Với v và ω cho trước, vận tốc trung bình phụ thuộc vào độ dài quãng đường vì:
Bài 11 (trang 34 SGK Vật Lý 10):
Quạt quay với tốc độ 400 vòng/phút. Quạt cao 0,8m. Tính vận tốc pháp tuyến và vận tốc góc của điểm ở đầu cánh quạt.
Trả lời:
Chúng ta có:
Vận tốc góc của một điểm bất kỳ ở cuối cánh quạt là:
Vận tốc cực đại của điểm ở đầu cánh quạt là: V = R.ω = 33,5 m/s.
Bài 12 (trang 34 SGK Vật Lý 10):
Một bánh xe đạp có đường kính 0,66 m. Xe đạp đi thẳng đều với vận tốc 12 km/h. Tính vận tốc tuyến tính và góc của các điểm trong gió so với các điểm trong xe.
Trả lời:
Chiều dài của bánh xe đạp là:
Khi xe đạp đang chuyển động thẳng đều thì điểm M trên vành bánh xe quan sát thấy người ngồi trên xe đạp chuyển động tròn đều. (Đối với mặt đất, điểm M cũng làm nhiệm vụ tịnh tiến) thì vận tốc cực đại của M bằng vận tốc cực đại của ô tô: v = 12 km/h = 10/3 m/s.
Vận tốc góc của một điểm trên mép so với người ngồi là:
Bài 13 (trang 34 SGK Vật Lý 10):
Đồng hồ treo tường có kim phút dài 10 cm, kim dài 8 cm. Giả sử các kim quay cùng chiều. Tính độ dài và vận tốc góc của hai đầu kim.
Trả lời:
Mỗi giờ kim phút quay được một vòng → Thời gian quay của kim phút là: Tp=1h = 3600 s.
Kim 1 giờ quay 1 vòng hết 12 h → Thời gian kim quay 1 giờ là: Tg=12h = 43200 s.
Áp dụng phương trình này để liên hệ độ dài của một vật với vận tốc góc của nó:
Chúng ta có:
• Tốc độ lớn nhất của kim phút là:
• Vận tốc góc của kim phút là:
• Vận tốc góc của kim giờ là:
Tỷ lệ hàng giờ là:
Vg = Rg.ωg = 0,08. 1,45.10-4= 0,116.10-4 m/s = 0,0116 mm/s.
Bài 14 (trang 34 SGK Vật Lý 10):
Các điểm trên vành ngoài của lốp xe máy cách trục ô tô 30 cm. Xe chuyển động thẳng đều. Hỏi xe quay được bao nhiêu vòng thì số trên đồng hồ tốc độ của ô tô nhảy một số bằng 1 km.
Trả lời:
Khi bánh xe quay được một vòng thì ô tô đi được một quãng đường bằng số vòng quay của bánh xe. Quãng đường đi được cả 2 vòng:
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 con tàu nằm trên sườn của đường xích đạo. Tính vận tốc góc và vận tốc dọc của con tàu so với hướng của Trái đất. Chiều dài của trái đất là 6400 km.
Trả lời:
Chiều dài trái đất là: R = 6400 km = 6,4.106 m.
Xem thêm: Bài tập hình Trang 7 SGK Hình Học 10 Bài 1, 2, 3, 4 Toán lớp 11
Trái đất quay một vòng hết 24h → Thời gian quay của điểm trên xích đạo quanh trái đất là: T = 24h = 24.3600 = 86400 (s).
