Ôn tập kiến thức vật lí 10 cánh diều bài 1: Chuyển động tròn

[toc:ul]

I. MÔ TẢ CHUYỂN ĐỘNG TRÒN

1. Độ dịch chuyển góc và tốc độ góc. 

Một vật chuyển động trên đường tròn bán kính r, trong thời gian t vật đi được quãng đường s. Góc ứng với cung tròn s mà vật đã đi được kể từ vị trí ban đầu gọi là độ dịch chuyển góc.

Độ dịch chuyển góc được xác định bởi tỉ số giữa độ dài cung và bán kính

$\theta =\frac{s}{r}$ (1)

Đơn vị của độ dịch chuyển góc là rađian (rad). 

Tốc độ góc là đại lượng xác định bởi độ dịch chuyển góc trong một đơn vị thời gian. 

Công thức: Tốc độ góc = độ dịch chuyển góc/ thời gian

Hay $\omega =\frac{\theta }{t}$ (2)

2. Tốc độ và vận tốc của chuyện động tròn đều.

Đặc điểm của một vật chuyển động tròn đều: nó di chuyển trên một đường tròn với tốc độ không đổi. Tức là vật chuyển động được những cung tròn có số đo góc như nhau sau những khoảng thời gian như nhau. 

Nếu r là bán kính của đường tròn, và T là thời gian vật đi hết 1 vòng thì độ dài đường tròn bằng 2πr và tốc độ của chuyển động tròn đều là:

$v=\frac{2\pi r}{T}$ (3)

Vận tốc của chuyển động tròn:

• Độ lớn không đổi.
• Hướng luôn thay đổi
• Vận tốc của chuyển động tròn tại mỗi điểm trên quỹ đạo có phương tiếp tuyến với quỹ đạo tại điểm đó. 

3. Liên hệ giữa tốc độ và tốc độ góc.

Từ việc phân tích chuyển động của kim giây ở trên, ta thấy: tốc độ v của vật chuyển động tròn phụ thuộc vào 2 đại lượng: 

• Tốc độ góc ω
• Khoảng cách r từ vật đến tâm quỹ đạo 

Tốc độ = tốc độ góc x bán kính

v = ω.r (4)

II. LỰC HƯỚNG TÂM VÀ GIA TỐC HƯỚNG TÂM.

1. Lực hướng tâm.

Lực tác dụng lên vật luôn hướng vào tâm quỹ đạo tròn nên được gọi là lực hướng tâm. 

2. Gia tốc hướng tâm.

Vật chuyển động tròn đều chịu tác dụng của lực hướng tâm. Theo định luật II Newton, lực hướng tâm gây ra gia tốc cho vật. 

=> Gia tốc có hướng vào tâm của quỹ đạo tròn được gọi là gia tốc hướng tâm. 

Công thức tính gia tốc hướng tâm: 

$a=\frac{v^{2}}{r}$ (5)

Kết hợp với (4), ta được: $a=r.\omega ^{2}$ (6)

Trong đó:

• v: Tốc độ 
• r: Bán kính quỹ đạo.

3. Lực hướng tâm và một số chuyển động tròn trong thực tế. 

Để có thể rẽ trái an toàn với tốc độ v theo quỹ đạo có bán kính r mong muốn  thì lực ma sát cần có độ lớn thỏa mãn: 

$F=\frac{mv^{2}}{r}$

Nếu ma sát của bánh xe và mạt đường không đủ lớn thì xe sẽ không đi qua được đoạn đường cong như ý muốn của người lái xe và xe sẽ không thể rẽ an toàn. 

Nếu chiếc ô tô đi ở đường quanh tròn rất chậm, thì nó sẽ có xu hướng bị trượt xuống trên mặt đường nghiêng đó, lúc này lực ma sát sẽ giữ ô tô bám mặt đường.