Giải bài 1,2,3 ,4,5,6 ,7,8,9,10 ,11,12,13 ,14,15 trang 34 SGK Lý 10: Chuyển động tròn đều

Tóm tắt lý thuyết và giải bài tập 1,2,3, 4,5,6, 7,8,9,10,11,12, 13,14,15 trang 34 SGK Vật Lý 10: Chuyển động tròn đều

A. Tóm Tắt Lý Thuyết: Chuyển động tròn đều

I.  Chuyển động tròn đều

1. Chuyển động tròn đều 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): Véc tơ vận tốc trong chuyển động tròn luôn có phương tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo, độ lớn của vận tốc không 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 ω = Δα/Δt
với ∆α là góc mà bán kính nối từ tâm đến vật quét được trong thời gian ∆t.

Đơn vị tốc độ góc là rad/s.

3. Chu kì (T): Chu kì của chuyển động tròn đềulà thời gian để vật đi được một vòng.

Ta có T = 2π/w
. 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

Ta có: f = 1/T
. 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.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.

Ta có a_ht = v²/r  = rω².

B. Giải bài tập trang 34 SGK Vật Lý lớp 10: Chuyển động tròn đều

Bài 1 trang 34 SGK Vật Lý 10

Chuyển động tròn đều là gì?

Đáp án và hướng dẫn giải bài 1:

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.

Bài 2 trang 34 SGK Vật Lý 10

Nêu những đặc điểm của véc tơ vận tốc của chuyển động tròn đều.

Đáp án và hướng dẫn giải bài 2:

Vận tốc (Vận tốc dài): Véc tơ vận tốc trong chuyển động tròn luôn có phương tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo, độ lớn của vận tốc không đổi

Bài 3 trang 34 SGK Vật Lý 10

Tốc độ góc là gì? Tốc độ góc được xác định như thế nào?

Đáp án và hướng dẫn giải bài 3:

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 ω = Δα/Δt
với ∆α là góc mà bán kính nối từ tâm đến vật quét được trong thời gian ∆t.

Đơn vị tốc độ góc là rad/s.

Bài 4 trang 34 SGK Vật Lý 10

Viết công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc trong chuyển động tròn đều.

Đáp án và hướng dẫn giải bài 4:

công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc trong chuyển động tròn đều: v = r.w

Bài 5 trang 34 SGK Vật Lý 10

Chu kì của chuyển động tròn đều là gì? Viết công thức liên hệ giữa chu kì và tốc độ góc.

Đáp án và hướng dẫn giải bài 5:

Chu kì (T): Chu kì của chuyển động tròn đềulà thời gian để vật đi được một vòng.

Ta có T = 2π/w
. Đơn vị của chu kì là giây (s).

Bài 6 trang 34 SGK Vật Lý 10

Tần số của chuyển động tròn đều là gì? Viết công thức liên hệ giữa chu kì và tần số.

Đáp án và hướng dẫn giải bài 6:

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

Ta có: f = 1/T = n
Đơn vị của tần số là vòng /s hoặc hec (Hz).

Bài 7 trang 34 SGK Vật Lý 10

Nêu những đặc điểm và viết công thức tính gia tốc trong chuyển động tròn đều.

Đáp án và hướng dẫn giải bài 7:

Trong chuyển động tròn đều, độ lớn vận tốc không đổi, gia tốc hướng tâm chỉ đặc trưng cho sự  biến đổi về phương  của vận tốc; gia tốc hướng tâm càng lớn thì vật quay càng nhanh (a tỉ lệ với  v²),  nghĩa là phương của vận tốc biến thiên càng nhanh.

Bài 8 trang 34 SGK Vật Lý 10

Chuyển động của vật nào dưới đây là chuyển động tròn đều?

A. Chuyển động của một con lắc đồng hồ.

B. Chuyển động của một mắt xích xe đạp.

C. Chuyển động của cái đầu van xe đạp đối với người ngồi trên xe, xe chạy đều.

D. Chuyển động của cái đầu van xe đạp đối với mặt đường, xe chạy đều.

Đáp án và hướng dẫn giải bài 8:

Đáp án đúng: C. (vì lấy mốc là xe đạp, thì người ngồi trên xe sẽ thấy đầu van chuyển độn tròn đều)

Bài 9 trang 34 SGK Vật Lý 10

Câu nào đúng?

A. Tốc độ dài của chuyển động tròn đều phụ thuộc vào bán kính quỹ đạo.

B. Tốc độ góc của chuyển động tròn đều phụ thuộc vào bán kính quỹ đạo.

C. Với v và ω cho trước, gia tốc hướng tâm phụ thuộc vào bán kính quỹ đạo.

D. Cả 3 đại lượng trên đều không phụ thuộc vào bán kính quỹ đạo.

Đáp án và hướng dẫn giải bài 9:

Đáp án đúng: C

Bài 10 trang 34 SGK Vật Lý 10

Chỉ ra câu sai.

Chuyển động tròn đều có các đặc điểm sau:

A. Quỹ đạo là đường tròn;

B. Véc tơ vận tốc không đổi;

C. Tốc độ góc không đổi;

D. Véc tơ gia tốc luôn hướng vào tâm.

Đáp án và hướng dẫn giải bài 10:

Chọn câu B vì phương và chiều vecto vận tốc dài luôn luôn thay đổi (phương tiếp tuyến tại điểm đang xét)

Bài 11 trang 34 SGK Vật Lý 10

Một quạt máy quay với tần số 400 vòng /phút. Cánh quạt dài 0,8 m. Tính tốc độ dài và tốc độ góc của một điiểm ờ đầu cánh quạt.

Đáp án và hướng dẫn giải bài 11:

Vận tốc góc của đầu cánh quạt:

w = 41,87 rad/s

Vận tốc dài của đầu cánh quạt:

v = 33,5 m/s

Bài 12 trang 34 SGK Vật Lý 10

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.

Đáp án và hướng dẫn giải bài 12:

Vận tốc dài của xe cũng chính là vận tốc dài của một điểm nằm trên bánh xe:

Tốc độ góc của một điểm nằm trên vành bánh xe

Bài 13 trang 34 SGK Vật Lý 10

Một đồng hồ treo tường có kim phút dài 10 cm và kim giờ dài 8 cm. Cho rằng các kim quay đều. Tính tốc độ dài và tốc độ góc của điểm đầu hai kim.

Đáp án và hướng dẫn giải bài 13:

Vận tốc góc( tốc độ góc) của mỗi kim

– Kim giờ: – Kim phút:

Vận tốc dài của mỗi kim

Kim giờ:

Kim phút:

Bài 14 trang 34 SGK Vật Lý 10

Một điểm nằm trên vành ngoài của một lốp xe máy cách trục bánh xe 30 cm. Xe chuyển động thẳng đều. Hỏi bánh xe quay bao nhiêu vòng thì số chỉ trên đồng hồ tốc độ của xe sẽ nhảy một số ứng với 1 km.

Đáp án và hướng dẫn giải bài 14:

Áp dụng công thức tính chu vi đường tròn

CV = 2πR

Khi bánh xe quay 1 vòng => nó đi quãng đường

s = CV =2.30.10^-2.3,14 = 6.10^-1.3,14 = 1,884 m

Khi xe đi được 1km => số vòng bánh xe quay là:

n = 1000/1,884 = 530,7 (n: số vong quay)

=> n ≈ 531 vòng.

Bài 15 trang 34 SGK Vật Lý 10

Một chiếc tàu thủy neo tại một điểm trên đường xích đạo. Hãy tính tốc độ góc và tốc độ dài của tàu đối với trục quay của Trái Đất. Biết bán kính của Trái Đất là 6400 km.

Đáp án và hướng dẫn giải bài 15:

– Tàu thủy đứng yên so với vị trí cắm neo nhưng lại chuyển động tròn đều với trục quay của trái đất. Do vậy vận tốc góc và vận tốc dài của tàu thủy cũng chính là vận tốc góc, vận tốc dài của Trái Đất quay quanh trục của nó. Chu kỳ quyay của Trái đất là 24g = 86400s
– tốc độ góc của tàu thuỷ:

Tốc độ dài của tàu thủy

v = R.w = 6400 000 . 726.10^-7 = 64.10⁵.726.10^-7 = 464,64 m/s

làn tròn v = 465 m/s