Hướng dẫn giải bài tập Chuyển động tròn đều môn Vật Lý 10 năm 2020

GIẢI BÀI TẬP CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU

Bài 1: Trái đất quay quanh trục Bắc – Nam với chuyển động đều mỗi vòng 24 giờ. Bán kính Trái đất là 6400 km. Tại một điểm trên mặt đất có vĩ độ β = 30° có tốc độ dài bằng bao nhiêu?

Giải

- Tốc độ góc:

\(\omega = \frac{{2\pi }}{{24.60.60}}rad/s\)

- Ở vĩ độ 30^o:

R = 6400000.cos30^o (m)

\({v_{{{30}^o}}} = \omega r = \frac{{2\pi }}{{24.60.60}}.6400000.c{\rm{os3}}{{\rm{0}}^{\rm{o}}}{\rm{ = 403}}\,{\rm{(m/s)}}\)

Bài 2: Một sợi dây không dãn, chiều dài L = 0,5 m, khối lượng không đáng kể, một đầu giữ cố định ở O cách mặt đất 10m, còn đầu kia buộc vào viên bi nặng. Cho viên bi quay tròn đều trong mặt phẳng thẳng đứng với tốc độ góc ω = 10 rad/s. Khi dây nằm ngang và viên bi đang đi xuống thì dây bị đứt. Lấy g = 10 m/s². Vận tốc của viên bi khi chạm đất là?

Giải

- Tốc độ dài của viên bi lúc dây đứt là:

v₀ = ω.L = 10.0,5 = 5 m/s

Chọn trục Ox thẳng đứng hướng xuống gốc O tại vị trí viên bi khi bị đứt dây, gốc thời gian là lúc dây bị đứt.

- Sau đó bi chuyển động như vật được thẳng đứng hướng xuống. Phương trình chuyển động của viên bi là:

\(x = {v_0}t + g\frac{{{t^2}}}{2} = 5t + 5{t^2}\)

- Khi viên bi chạm đất thì:  

x = 10 m

→ v₀.t + 0,5.g.t² = 10

Giải phương trình ta được: t = 1s (loại nghiệm âm)

- Vận tốc viên bi lúc chạm đất là:

v = v₀+ g.t = 15 m/s

Bài 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.

Giải

Ta có: R_A = 30 cm ⇒ R_B = 15 cm

- Tốc độ góc:

\(\omega = \frac{{2\pi }}{T} = \pi \,\,rad/s = {\omega _B}\)

- Tốc độ dài của mỗi vật:

v_A = r_A.ω = 0,94 m/s;

v_B = r_B .ω = 0,47 m/s

Bài 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.

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 = 0,2 s

b. Tốc độ góc là v = r. ω = 3,14 m/s

Gia tốc hướng tâm:

\({a_{ht}} = \frac{{{v^2}}}{r} = 98,7\,(m/{s^2})\)

Bài 5: Trong 1 máy gia tốc e chuyển động trên quỹ đạo tròn có R = 1 m. Thời gian e quay hết 5 vòng là 5.10^-7 s. Hãy tính tốc độ góc, tốc độ dài, gia tốc hướng tâm của e.

Giải

- Chu kỳ là:

- Suy ra tốc độ góc của vật là:

- Tốc độ dài và gia tốc hướng tâm của vật lần lượt là:

v = r. ω = 2π.10⁷ m/s

...

------( Nội dung tiếp theo của tài liệu, các em vui lòng đăng nhập để xem online hoặc tải về máy)------

Trên đây là một phần trích dẫn nội dung tài liệu Hướng dẫn giải bài tập Chuyển động tròn đều môn Vật Lý 10 năm 2020-2021. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.

Chúc các em học tập tốt !