Hướng dẫn giải dạng bài tập Lực hướng tâm và Chuyển động li tâm môn Vật Lý 10 năm 2020

GIẢI BÀI TẬP LỰC HƯỚNG TÂM – CHUYỂN ĐỘNG LI TÂM

Bài 1: Một quả cầu khối lượng 0,5 kg được buộc vào đầu của 1 sợi dây dài 0,5 m rồi quay dây sao cho quả cầu chuyển động tròn đều trong mặt phẳng nằm ngang và sợi dây làm thành một góc 30° so với phương thẳng đứng như hình vẽ. Lấy g = 9,8 m/s². Xác định tốc độ dài của quả cầu.

Giải

- Tổng hợp lực của trọng lực và lực căng dây đóng vai trò là lực hướng tâm:

→ F_ht/P = tan30°

→ F_ht = 0,5.9,8.tan30° = 2,83 N

- Quả cầu chuyển động theo quỹ đạo tròn với bán kính:

r = ℓsin30° = 0,5.sin30° = 0,25 m.

- Mặt khác:

Bài 2: Một bàn nằm ngang quay tròn đều với chu kì T = 2 s. Trên bàn đặt một vật cách trục quay R = 25 cm. Hệ số ma sát giữa vật và bàn tối thiểu bằng bao nhiêu để vật không trượt trên mặt bàn. Lấy g = 10 m/s², π² = 10.

Giải

Khi vật không trượt chịu tác dụng của 3 lực:

Trong đó:

\(\overrightarrow P + \overrightarrow N = \overrightarrow 0 \)

Lúc đó vật chuyển động tròn đều nên đóng vai trò là lực hướng tâm.

Để vật không trượt trên bàn thì :

Bài 3: Một người buộc một hòn đá khối lượng 400 g vào đầu một sợi dây rồi quay trong mặt phẳng thẳng đứng. Hòn đá chuyển động trên đường tròn bán kính 50 cm với tốc độ góc không đổi 8 rad/s. Lấy g = 10 m/s². Lực căng của sợi dây ở điểm thấp nhất của quỹ đạo là?

Giải

- Hợp lực của lực căng dây và trọng lực đóng vai trò lực hướng tâm giữ cho vật chuyển động tròn:

\(\overrightarrow {{F_{ht}}} = \overrightarrow P + \overrightarrow T \)

- Khi ở điểm thấp nhất (F_ht hướng thẳng đứng lên) với chiều dương về tâm quay (hướng lên)

F_ht = - P + T

=> T = F_ht + P = mω²r + mg

= 0,4(8².0,5 +10) = 16,8 N.

Bài 4: Một vệ tinh khối lượng 100 kg, được phóng lên quỹ đạo quanh Trái Đất ở độ cao mà tại đó nó có trọng lượng 920 N. Chu kì của vệ tinh là 5,3.10³ s. Tính khoảng cách từ bề mặt Trái Đất đến vệ tinh. Biết bán kính Trái Đất là 6400 km.

Giải

Tại độ cao h, lực hấp dẫn đóng vai trò là lực hướng tâm:

F_hd = F_ht

Vì ở độ cao h, vệ tinh có trọng lượng 920 N nên

F_hd = 920 N

Mặt khác:

Bài 5: Một người buộc một hòn đá vào đầu một sợi dây rồi quay dây trong mặt phẳng thẳng đứng. Hòn đá có khối lượng 0,4 kg chuyển động trên đường tròn bán kính 0,5 m với tốc độ không đổi 8 rad/s. Hỏi lực căng của dây khi hòn đá ở đỉnh của đường tròn ?

Giải

Khi hòn đá ở đỉnh của đường tròn thì trọng lực và lực căng dây đóng vai trò là lực hướng tâm:

F_ht = P + T

→ T = F_ht - P

⟹ T = mω²r – mg = 0,4.8².0,5 – 0,4.9,8 = 8,88 N.

Bài 6: Một vật đang chuyển động tròn đều dưới tác dụng của lực hướng tâm F. Nếu bán kính quỹ đạo gấp hai lần so với trước và đồng thời giảm tốc độ quay còn một nửa thì so với ban đầu, lực hướng tâm

A. giảm 8 lần.

B. giảm 4 lần.

C. giảm 2 lần.

D. không thay đổi.

Giải

Chọn A.

...

------( Để xem đầy đủ nội dung 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 Lực hướng tâm và Chuyển động li tâm 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 !