Bài 5: Chuyển động tròn đều

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

• Ví dụ: Các điểm trên ghế đu quay

1.1.2. Tốc độ trung bình trong chuyển động tròn.

•   Tốc độ trung bình của 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 đó.

\({v_{tb}} = \frac{{\Delta s}}{{\Delta t}}\)

1.1.3. Chuyển động tròn đều. 

•   Chuyển động tròn đều là chuyển động có quỹ đạo tròn và có tốc độ trung bình trên mọi cung tròn là như nhau.

\(v = \frac{{\Delta s}}{{\Delta t}}\)

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

1.2.2. Véc tơ vận tốc trong chuyển động tròn đều:

\(\vec v = \frac{{\vec s}}{{\Delta t}}\)

• Véctơ vận tốc trong chuyển động tròn đều luôn có phương tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo.

• Trong chuyển động tròn đều véctơ vận tốc có phương luôn luôn thay đổi.

1.2.3. Tần số góc, chu kì, tần số.

  a) Tốc độ góc.

• Tốc độ góc của chuyển động tròn đều là đại lượng đo bằng góc mà bán kính quay quét được trong một đơn vị thời gian:

\(\omega  = \frac{{\Delta \alpha }}{{\Delta t}}\)

• Tốc độ góc của chuyển động tròn đều là một đại lượng không đổi.

• Đơn vị tốc độ góc là rad/s.

  b) Chu kì.

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

•   Liên hệ giữa tốc độ góc và chu kì:

\(T = \frac{{2\pi }}{\omega }\)

• Đơn vị chu kì là giây (s).

  c) Tần số.

• Tần số f của chuyển động tròn đều là số vòng mà vật đi được trong 1 giây.

• Liên hệ giữa chu kì và tần số:

\(f = \frac{1}{T}\)

• Đơn vị tần số là vòng trên giây (vòng/s) hoặc héc (Hz).

  d) Liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc: v = 

1.3.1. Hướng của véctơ gia tốc trong chuyển động tròn đều.

• 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.

• Gia tốc trong chuyển động tròn đều luôn hướng vào tâm của quỹ đạo nên gọi là gia tốc hướng tâm.

1.3.2. Độ lớn của gia tốc hướng tâm.  

\({a_{ht}} = \frac{{{v^2}}}{r}\)

Hướng dẫn giải:

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

• Tốc độ góc: \(\omega  = \frac{v}{R} = 30,77rad/s\)

• Gia tốc hướng tâm:  \(a = \frac{{{v^2}}}{R} = 307,7m/{s^2}\)

Bài 2:

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.

Hướng dẫn giải:

Ta có: 

\(v = 3,3 m/s\)

• Chu vi bánh xe: \(C = 2\pi .R = 0,66\pi C = 2\pi .R = 0,66\pi\)

• Số vòng quay của xe: \(f = 3,30,66\pi f = 3,30,66\pi\) (vòng /s)

\(\Rightarrow \omega =f.2\pi =10rad/s\)

Qua bài giảng Chuyển động tròn đều này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :

• Phát biểu được định nghĩa và nêu được đơn vị đo của chu kì và tần số, công thức liên hệ giữa được tốc độ dài và tốc độ góc.

• Nêu được hướng của gia tốc trong chuyển động tròn đều và viết được công thức của gia tốc hướng tâm

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 10 Bài 5 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

• Câu 1:

  Một đĩa quay đều quanh trục qua tâm O, với vận tốc qua tâm là 300vòng/ phút. Tính gia tốc hướng tâm của 1 điểm trên đĩa cách tâm 10cm, g = 10m/s².

  • A. 97,8 m/s².
  • B. 98,7 m/s².
  • C. 78,7 m/s².
  • D. 88,7 m/s².

• Câu 2:

  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.

  • A. 600 vòng.
  • B. 550 vòng.
  • C. 510 vòng.
  • D. 530 vòng.

• Câu 3:

  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.

  • A.  v = 41,866 rad/s và  \(\omega\) = 41,87 rad/s
  • B.  v = 31,966 rad/s và  \(\omega\) = 31,87 rad/s
  • C.  v = 21,863 rad/s và  \(\omega\) = 21,77 rad/s
  • D.  v = 51,836 rad/s và  \(\omega\) = 31,87 rad/s

• Câu 4:

  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

• Câu 5:

  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.

• Câu 6:

  Chọn đáp án sai

  Chuyển động tròn đều có 

  • A.  quỹ đạo là đường tròn.             
  • B.  tốc độ dài không đổi.
  • C. tốc độ góc không đổi.                                  
  • D. vectơ gia tốc không đổi.

• Câu 7:

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

  • A. Chuyển động của Trái Đất quanh mặt trời.
  • B. Chuyển động của điểm đầu cánh quạt trần khi đang quay ổn định.
  • C. Chuyển động của van xe đạp khi xe đang đi nhanh dần đều.
  • D. Chuyển động của điểm đầu cánh quạt khi vừa tắt điện.

Câu 8- Câu 20: Xem thêm phần trắc nghiệm để làm thử Online 

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 10 Bài 5 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Bài tập 5.2 trang 16 SBT Vật lý 10

Bài tập 5.3 trang 17 SBT Vật lý 10

Bài tập 5.4 trang 17 SBT Vật lý 10

Bài tập 5.5 trang 17 SBT Vật lý 10

Bài tập 5.6 trang 17 SBT Vật lý 10

Bài tập 5.7 trang 17 SBT Vật lý 10

Bài tập 5.8 trang 18 SBT Vật lý 10

Bài tập 5.9 trang 18 SBT Vật lý 10

Bài tập 5.10 trang 18 SBT Vật lý 10

Bài tập 5.11 trang 18 SBT Vật lý 10

Bài tập 5.12 trang 18 SBT Vật lý 10

Bài tập 5.13 trang 18 SBT Vật lý 10

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý Chúng tôi sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!