[Vật lý 10] Chuyển động tròn đều – Lý thuyết và bài tập CHUẨN SGK

Ở bài học trước chúng ta đã học về Chuyển động thẳng đều và Chuyển động thẳng biến đổi đều. Vậy nội dung về Chuyển động tròn đều hôm nay có gì khác với hai khái niệm trước không? Chúng ta cùng tìm hiểu ngay nhé!

Bạn đang xem bài viết: Chuyển động tròn đều

Chuyển động tròn đều là gì

Chuyển động tròn

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

Tốc độ trung bình trong chuyển động tròn

Tốc độ trung bình trong 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 dó:

V_tb =  Δs/ Δt

Xem thêm: [Vật lý 10] Chuyển động thẳng biến đổi đều và bài tập luyện tập

Chuyển động tròn đều

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.

Tốc độ dài và tốc độ góc

Tốc độ dài

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

$v=\frac{\Delta \mathrm{s/}}{\Delta t}$ là tốc độ dài của vật.

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

Véc tơ 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.

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 đều là đại lượng không đổi.
Ta có:

với α là góc mà bán kính nối từ tâm đến vật quét được trong thời gian $\Delta t$.
Đơn vị tốc độ góc là $rad/\mathrm{s.}$

Công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc

Trong chương trình Vật lý 10, ta có công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc như sau:

$v=\omega .r$ 

(với r là bán kính quỹ đạo)

Chu kì, tần số

Chu kì (T)

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

Ta có công thức chu kì:

T = 2π/ω

Đơn vị của chu kì là giây (s).

Tần số (f)

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

Ta có công thức tần số:

f = 1/T

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

Gia tốc hướng tâm

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.

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 công thức gia tốc hướng tâm:

a_ht = v²/r = rω²

Bài tập chuyển động tròn đều

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.

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

Tốc độ góc ω = v/R = 30,77rad/s

Gia tốc hướng tâm: a = v²/R = 307,7m/s²

Bài 2: Xét chuyển động của kim giờ đồng hồ. Tìm độ dịch chuyển góc của nó (theo độ và radian):

a) Trong mỗi giờ.

b) Trong khoảng thời gian từ 12 h đến 15 h 30 min.

a) Ta có 1 vòng tròn tương ứng là 2π rad

=> 1 giờ vật quay được góc của đồng hồ

=> Độ dịch chuyển góc của kim giờ trong 1 giờ đồng hồ là 2π/12=π/6

Đổi π/6=(π/6.180π)0=30⁰

b) Từ 12h đến 15h 0 min, độ dịch chuyển thời gian là 330 min = 3,5 giờ

Ta có 1 giờ vật quay được góc của đồng hồ

=> 3,5 h vật quay được 3,5.(1/12)=7/24 góc đồng hồ

=> Độ dịch chuyển góc của kim giờ trong 3,5 h đồng hồ là 2π.(7/24)=7π/12=7π/12

Đổi 7π/12=(7π/12.180/π)0=105⁰

Tổng kết

Chúng ta vừa cùng nhau tìm hiểu về nội dung lý thuyết và bài tập Chuyển động tròn đều. congthuctoanlyhoa.com hy vọng các bạn đã hiểu bài học hôm nay và chúc các bạn luôn học tập thật tốt. Hẹn gặp lại các bạn trong các bài học sau!