Bài 21. Động lực học của chuyển động tròn. Lực hướng tâm trang 131, 132, 133, 134 Vật Lí 10 Chân trời sáng tạoTrong hệ Mặt Trời, chuyển động của một số hành tinh như Trái Đất được xem gần đúng là chuyển động tròn đều xung quanh Mặt Trời (Hình 21.3). Vinasat-1 là vệ tinh viễn thông địa tĩnh (có vị trí cố định trong không gian so với Trái Đất) đầu tiên của Việt Nam được phóng vào vũ trụ năm 2008. Khi ô tô chạy theo đường vong cung, tài xế cần lưu ý những điều gì để tránh tai nạn xảy ra? Cho bán kính cung tròn mà xe chạy theo bằng 35,0 m, hệ số ma sát nghỉ giữa mặt đường và bánh xe bằng 0,523. Xác định tốc Tổng hợp đề thi học kì 2 lớp 10 tất cả các môn - Chân trời sáng tạo Toán - Văn - Anh - Lí - Hóa - Sinh - Sử - Địa... Lựa chọn câu để xem lời giải nhanh hơn Câu hỏi tr 132 CH 1
Lời giải chi tiết: Lực đóng vai trò là lực hướng tâm trong chuyển động này là trọng lực (lực hấp dẫn). Câu hỏi tr 132 LT
Phương pháp giải: Biểu thức tính lực hướng tâm: \({F_{ht}} = m.{a_{ht}} = m.\frac{{{v^2}}}{R}\) Lời giải chi tiết: Vệ tinh Vinasat-1 chuyển động trong mặt phẳng quỹ đạo với vận tốc là 9000 m/s Ta có: m = 2,7 tấn = 2700 kg; R = 42 000 km = 4,2.107 m. Lực hướng tâm do Trái Đất tác dụng lên vệ tinh là: \({F_{ht}} = m.\frac{{{v^2}}}{R} = 2700.\frac{{{{9000}^2}}}{{4,{{2.10}^7}}} \approx 5207(N)\) Câu hỏi tr 132 CH 2
Phương pháp giải: Vận dụng lí thuyết trong sách giáo khoa trang 132 – 133. Lời giải chi tiết: Khi ô tô chạy theo đường vòng cung, tài xế cần lưu ý: không được chạy tốc độ quá mức giới hạn với biểu thức tính tốc độ giới hạn là: \(v = \sqrt {\mu .g.R} \) Câu hỏi tr 133 LT
Phương pháp giải: Tốc độ giới hạn của xe khi đi trong đoạn đường cung tròn: \(v = \sqrt {\mu .g.R} \) Lời giải chi tiết: Ta có: \(\mu = 0,523\); R = 35,0 m; g = 10 m/s2 => Tốc độ giới hạn của xe là: \(v = \sqrt {\mu .g.R} = \sqrt {0,523.10.35} \approx 13,53(m/s)\) Câu hỏi tr 133 VD
Phương pháp giải: Biểu thức tính tốc độ giới hạn khi xe chạy theo đường vòng cung: \(v = \sqrt {\mu .g.R} \) Lời giải chi tiết: Dựa vào biểu thức tính tốc độ giới hạn của xe chạy theo đường vòng cung, ta có tốc độ tối đa của xe để giữ an toàn tỉ lệ thuận với căn bậc 2 của hệ số ma sát nghỉ và bán kính đường tròn Tốc độ này không phụ thuộc vào trọng lượng của xe. => Những yếu tố quan trọng cần lưu ý khi thiết kế cầu đường có hình vòng cung: + Mặt đường phải nghiêng một góc θ so với phương ngang để hợp lực hướng vào tâm đường tròn và đóng vai trò là lực hướng tâm. Câu hỏi tr 134 BT 1
Phương pháp giải: Biểu thức tính lực hướng tâm: \({F_{ht}} = m.{a_{ht}} = m.{\omega ^2}.R\) Lời giải chi tiết: Ta có lực căng dây đóng vai trò là lực hướng tâm Do khối lượng và bán kính của vật chuyển động xung quanh bàn không đổi nên lực căng phụ thuộc vào tốc độ góc. Lực căng dây lớn nhất khi tốc độ góc lớn nhất Ta có: m = 3 kg; R = 0,8 m; \({\omega _{\max }}\)= 1,6 vòng/s = 1,6.2π = 10 rad/s. => Lực căng dây lớn nhất là: \({T_{\max }} = {F_{ht\max }} = m.\omega _{\max }^2.R = {3.10^2}.0,8 = 240(N)\). Câu hỏi tr 134 BT 2
Phương pháp giải: Biểu thức tính lực hướng tâm: \({F_{ht}} = m.{a_{ht}} = m.\frac{{{v^2}}}{R}\) Lời giải chi tiết: Lực tương tác giữa các electron và hạt nhân đóng vai trò là lực hướng tâm. Ta có me = 9,1.10-31 kg; v = 2,2.106 m/s; R = 0,53.10-10 m. => Độ lớn lực hướng tâm: \({F_{ht}} = m.\frac{{{v^2}}}{R} = 9,{1.10^{ - 31}}.\frac{{{{(2,{{2.10}^6})}^2}}}{{0,{{53.10}^{ - 10}}}} \approx 8,{31.10^{ - 7}}(N)\) Câu hỏi tr 134 BT 3
Phương pháp giải: Biểu thức tính lực hướng tâm: \({F_{ht}} = m.{a_{ht}} = m.\frac{{{v^2}}}{R}\) Lời giải chi tiết: Lực đóng vai trò là lực hướng tâm trong trường hợp trên là lực căng. => Vận tốc cực đại của vật để dây không bị đứt là: \(\begin{array}{l}{T_{\max }} = {F_{ht\max }} = m.\frac{{v_{\max }^2}}{R}\\ \Rightarrow {v_{\max }} = \sqrt {\frac{{{T_{\max }}.R}}{m}} = \sqrt {\frac{{50.1,5}}{{0,5}}} \approx 12,23(m/s)\end{array}\)
|