Nếu bạn muốn tìm hiểu kỹ về chuyển động tròn đều trong môn vật lý thì hãy đọc ngay bài viết dưới đây của Hyundai Smart Phone sẽ được hệ thống lại toàn bộ lý thuyết về chuyển động tròn đều kèm theo các bài tập minh họa có đáp án chi tiết nhất
Chuyển động tròn đều là gì?
Chuyển động tròn là chuyển động có quỹ đạo là một đường tròn.
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.
Ví dụ: Chuyển động đều của đầu kim giờ trong đồng hồ.
Xem ngay: Định luật vạn vật hấp dẫn là gì? Công thức và bài tập có lời giải từ A – Z
Tốc độ dài
1. Vận tốc (Vận tốc dài)
a. Tốc độ dài
Gọi Δs là độ dài của cung tròn mà vật đi được trong khoảng thời gian rất ngắn v = Δs/Δt là tốc độ dài của vật
Trong chuyển động tròn đều tốc độ dài của vật có độ lớn không đổi.
b. 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.
v→ = Δs→/Δt→
Trong chuyển động tròn đều, vecto vận tốc có phương luôn luôn thay đổi.
2. Chu kì (T):
Chu khì của chuyển động tròn đều là thời gian để vật đi được một vòng.
T = 2π/ω
Đơn vị của chu kì là giây (s).
3. Tần số (f):
Tần số của chuyển động tròn đều là số vòng mà vật đi được trong một giây
f = 1/T
Đơn vị của tần số là vòng /s hoặc hec (Hz).
Tham khảo thêm: Tốc độ góc là gì? Công thức tính tốc độ góc và VD có lời giải
4. 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
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.
aht = v2/r = r.ω2
Bài tập về chuyển động tròn đều có đáp án
Ví dụ 1: Một điểm nằm trên vành ngoài của lốp xe máy cách trục bánh xe 30cm. Bánh xe quay đều với tốc độ 8 vòng/s. Số vòng bánh xe quay để số chỉ trên đồng hồ tốc độ của xe sẽ nhảy 1 số ứng với 1km và thời gian quay hết số vòng ấy là bao nhiêu?
Lời giải:
S = N.2πr = 1000 ⇒ N = 531 vòng
Thời gian quay hết số vòng đó là chu kì:
T = N/f = 531 : 8 = 66s
Ví dụ 2: Một vật chuyển động theo đường tròn bán kính r = 100 cm với gia tốc hướng tâm aht = 4 cm/s2. Chu kì T của chuyển động vật đó là bao nhiêu?
Lời giải
Chu kì T của chuyển động của vật là:
T = 2πr/v
Mặt khác:
aht =v2/r ⇒ v = √r.aht ⇒ T = 2π.√r/aht = 10π
Ví dụ 3: Một đĩa đồng chất có dạng hình tròn có R = 30 cm đang quay tròn đều quanh trục của nó. Biết thời gian quay hết 1 vòng là 2s. Tính tốc độ dài, tốc độ góc của 2 điểm A, B nằm trên cùng 1 đường kính của đĩa. Biết điểm A nằm trên vành đĩa, điểm B nằm trên trung điểm giữa tâm O của vòng tròn và vành đĩa.
Lời giải:
Ta có: RA = 30 cm ⇒ RB = 15 cm
Tốc độ góc: ω = 2π/T = π rad/s = ωB
Tốc độ dài của mỗi vật: vA = rA.ω = 0,94 m/s; vB = rB .ω = 0,47 m/s
Ví dụ 4: Một đĩa quay đều quanh trục qua tâm O, với vận tốc qua tâm là 300 vòng/ phút.
a. Tính tốc độ góc, chu kì.
b. Tính tốc độ dài, gia tốc hướng tâm của 1 điểm trên đĩa cách tâm 10 cm, lấy g = 10 m/s2.
Lời giải:
f = 300 vòng/phút = 5 vòng/s
a. Tốc độ góc và chu kì của vật lần lượt là:
ω = 2π.f = 10π rad/s
T = 1/f = 0,2s
b. Tốc độ góc là v = r. ω = 3,14 m/s
Gia tốc hướng tâm:
aht = v2/r = 98,7m/s2
Ví dụ 5: 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.
Lời giải
Bán kính Trái Đất:
R = 6400km = 6400000m
Coi chuyển động của tàu thủy neo tại một điểm trên đường xích đạo là chuyển động tròn đều với bán kính là bán kính Trái Đất và tâm là tâm Trái Đất.
Trái Đất quay quanh trục của nó được một vòng mất 24h
⇒ Chu kì quay của 1 điểm nằm trên đường xích đạo quanh trục Trái Đất là:
T = 24h = 24.3600 = 86400(s)
Tốc độ góc của tàu đối với trục quay của Trái Đất:
ω = 2π/T = 2.3,14 : 86400 = 7,269.10-5 rad/s
Tốc độ dài của tàu đối với trục quay của Trái Đất:
v = ω.R = 7,269.10-5 . 6400000 = 465 m/s
Hy vọng với những thông tin mà chúng tôi vừa chia sẻ có thể giúp bạn nắm được lý thuyết về chuyển động tròn đều để áp dụng vào làm bài tập. Hãy thường xuyên theo dõi chúng tôi để được chia sẻ kiến thức về hóa học, toán,…
