Tốc độ góc là gì? Cách vận dụng công thức tính tốc độ góc. Đây là những từ khóa đang được rất nhiều em học sinh tìm kiếm trong thời gian qua. Vì thế chúng tôi sẽ hướng dẫn cho bạn biết tốc độ góc và công thức tính tốc độ góc kèm theo các dạng bài tập có lời giải chi tiết trong bài viết dưới đây các bạn cùng tham khảo nhé.
Tốc độ góc là gì?
Tốc độ góc hay còn gọi là tần số góc của một chuyển động tròn là đại lượng đo bằng góc mà bán kính quét được trong một đơn vị thời gian.
Tốc độ góc của chuyển động tròn đều là đại lượng không đổi. Nó cũng là độ lớn vô hướng của vector vận tốc góc.
Ký hiệu
Tốc độ góc được ký hiệu là Q hay w
Đơn vị
Trong hệ đo lường quốc tế (SI), tần số góc được đo bằng rad/s.
Công thức tính tốc độ góc
ω = Δα/Δt
Trong đó
- ω là tốc độ góc (rad/s)
- Δα là góc mà bán kính quét được trong thời gian
Ngoài ra, để xác định tốc độ góc của chuyển động tròn đều ta có công thức như sau:
ω = v/r = 2π/T = 2πf
Trong đó:
- v là tốc độ dài (đơn vị m/s)
- r là bán kính của vòng tròn của vật chuyển động (đơn vị m)
- T là chu kỳ (đơn vị s)
- f là tần số (đơn vị Hz)
- π là hằng số π = 3,14
Chu kỳ của chuyển động tròn đều là thời gian vật đi được 1 vòng. Công thức liên hệ giữa chu kỳ và tóc độ góc là:
T= 2/πw.
Trong đó:
- T là khoảng thời gian để quay hết 1 vòng (tính bằng giây)
- w là tần số góc hoặc tốc độ góc (tính bằng radian trên giây)
- π là hằng số π = 3,14
Công thức liên hệ giữa tốc độ dài, tốc độ góc: v = r.w
Tham khảo thêm:
- Công thức định luật Jun Lenxơ kèm VD minh họa có lời giải
- Công thức tính công suất và các dạng bài tập có lời giải từ A – Z
Các dạng bài tập về tốc độ góc có lời giải
Bài 1: Một điểm nằm ngoài cùng của một cánh quạt có chiều dài là 40cm chuyễn động tròn đều với chu kỳ quay là 0,3s. Xác định tốc độ góc và tốc độ dài của điểm đó?
Lời giải:
Ta có: r = 40cm = 0,4m
T = 0,3s
Tốc độ góc của điễm đó là:
w = 2π ⁄ T = 0,6π rad/s
Tốc độ dài của điễm đó là:
v = r.w = 0,75 m/s
Bài 2: 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 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 = πrad / s = ωB
Bài 3: Một điểm nằm trên vành ngoài của một lốp xe máy cách trục của xe 30 cm. Xe chuyển động thẳng đều. Hỏi bánh xe phải quay bao nhiêu vòng thì số chỉ trên đồng hồ tốc độ của xe sẽ nhảy một số ứng với 1 km.
Lời giải:
Khi bánh xe quay được một vòng thì xe đi được quãng đường bằng chu vi của bánh xe. Quãng đường mà một vòng đi được là chu vi của vòng tròn:
S = C = 2πR = 2. 3,14. 0,3 = 1,884m.
Vậy để đi được 1 km = 1000m thì bánh xe phải quay
N = 1000 : 1,884 = 530,8 vòng
Bài 4: 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.
Lời giải:
Kim phút quay 1 vòng được 1h – Chu kì quay tròn của điểm đầu kim phút là: Tp= 1h = 3600s
Kim giờ quay 1 vòng hết 12 h Chu kì quay tròn của điểm đầu kim giờ là: Tg = 12h =43200s.
Áp dụng công thức liên hệ giữa tố độ dài và tốc độ góc:
v = r.w = 2πR/T
Ta có:
Tốc độ dài của kim phút là
Vp = 2πRp / Tp = 2.3,14.0,1 : 3600 = 1,74.10-4m/s = 0,174 (mm /s)V
Tốc độ góc của kim phút là
Wp = 2π / Tp = 2.3,14 : 3600 = 1,74.10-3rad/s = 0,00174 ( rad/s)
Tốc độ góc của kim giờ là
Wg = 2π/Tg = 2.3,14:43200 = 1,45.10-4rad/s = 0,000145 (rad/s)
Tốc độ dài của kim giờ là
Vg = Rg. Wg = 0,08.1,45.10-4 = 0,116.10-4m/s = 0,0116 mm/s
Bài 5: Một đĩa đồng chất có dạng của hình tròn có R = 40cm đang quay tròn đều quanh trục của nó. Biết thời gian quay hết 1 vòng là 3s. Tính tốc độ góc của 2 điểm M và N nằm trên cùng 1 đường kính của đĩa đó. Biết điểm M nằm trên vành đĩa, điểm N nằm trên trung điểm giữa tâm O của vòng tròn và vành đĩa đó.
Lời giải:
Ta có RM = 40cm => RN = 20cm
Tốc độ góc của 2 điểm M và N là:
ω = 2π/T = π rad/s = ωN
Trên đây là toàn bộ kiến thức về tốc độ góc, công thức tính tốc độ góc và một số bài tập có lời giải chi tiết. Hy vọng với bài viết này sẽ mang lại nhiều lợi ích cho các bạn học sinh. Ngoài ra, nó sẽ giúp cho các bạn hiểu và nhớ công thức tính tốc độ góc hơn.
