Chuyển động tròn được tất cả chúng ta gặp khá nhiều trong thực tế như chuyển động của kim đồng hồ thời trang, chuyển động của đu quay trong các trung tâm giải trí công viên tiêu khiển,…

Bạn Đang Xem: Vận Tốc Góc Là Gì ? Vận Tốc Góc Và Gia Tốc Góc Trong Chuyển Động Tròn

Bạn đang xem: Véc tơ vận tốc tức thời góc là gì, véc tơ vận tốc tức thời góc và gia tốc góc trong chuyển Động tròn

Vậy chuyển động tròn đều là gì? Tốc độ góc, tốc độ dài, gia tốc hướng tâm của chuyển động tròn được tính theo công thức nào? Tất cả chúng ta cùng tìm hiểu qua nội dung bài viết trong tương lai.

I. Chuyển động tròn

1. Chuyển động tròn là gì?

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

2. Véc tơ vận tốc tức thời trung bình trong chuyển động tròn

• Khái niệm: Tốc độ trung bình trong chuyển động tròn

– Tốc độ trung bình = (Độ dài cung tròn mà vật đi được)/(Thời kì chuyển động)

3. Chuyển động tròn đều

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

II. Tốc độ góc và Tốc độ dài trong chuyển động tròn

1. Tốc độ dài trong chuyển động tròn

– Công thức tính tốc độ dài (độ lớn tức thời trong chuyển động tròn đều):

– Trong chuyển động tròn đều, tốc độ dài của vật không đổi.

2. Vectơ véc tơ vận tốc tức thời trong chuyển động tròn đều

– Với ĐK cung tròn có độ dài rất nhỏ, có thể coi như một đoạn thẳng, người ta dùng một vectơ vừa để chỉ quãng lối đi được vừa để chỉ vị trí hướng của chuyển động, được gọi là vectơ độ dời.

– Vì trùng với một đoạn cung tròn tại M nên nó nên nó nằm dọc theo tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo tại M, cùng hướng với nên nó cũng nằm theo tiếp tuyến tại M.”>M.

M.”>- Vectơ véc tơ vận tốc tức thời trong chuyển động tròn đều luôn có phương tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo.

M.”>3. Công thức tính Tốc độ góc, chu kỳ luân hồi, tần số trong chuyển động tròn đều

a) Tốc độ góc là gì?

• Khái niệm: Tốc độ góc của chuyển động tròn là đại lượng đo bằng góc mà nửa đường kính OM quét được trong một đơn vị thời kì. Tốc độ góc của chuyển động tròn đều là đại lượng không đổi.

– Công thức:

b) Đơn vị đo tốc độ góc

– Nếu Δα: đo bằng rađian; Δt: đo bằng giây thì đơn vị của ω là rad/s.

c) Chu kì của chuyển động tròn đều

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

– Công thức liên hệ giữa Tốc độ góc ω và chu kỳ luân hồi T:

– Đơn vị của chu kỳ luân hồi T là giây (s).

d) Tần số của chuyển động tròn đều

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

– Công thức liên hệ giữa chu kỳ luân hồi T và tần số f:

– Đơn vị của f”>f là vòng/s hoặc héc (Hz).

e) Công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc

v=rω”>– Công thức:

Xem Thêm : Đàn dương cầm và piano khác nhau như thế nào? – Đức Trí Music

v=rω”>

III. Gia tốc hướng tâm trong chuyển động tròn đều

1. Vị trí hướng của vectơ gia tốc trong chuyển động tròn đều

– Trong chuyển động tròn đều, vân tốc tuy có độ lớn không đổi, nhưng hướng luôn thay đổi, nên chuyển động này còn có gia tốc. Gia tốc trong chuyển động tròn đều luôn hướng về phía tâm của quỹ đạo nên gọi là gia tốc hướng tâm.

2. Độ lớn của gia tốc hướng tâm

– Công thức tính gia tốc hướng tâm:

IV. Bài tập vận dụng v, ω, T, f trong chuyển động tròn đều.

– Như vậy để vận dụng nội dung lý thuyết của chuyển động tròn đều để tính các chỉ số: Véc tơ vận tốc tức thời góc, véc tơ vận tốc tức thời dài, chu kỳ luân hồi, tần số tất cả chúng ta cần ghi nhớ những ý chính sau:

• Chuyển động tròn đều là chuyển đọng có những đặc điểm:

– Quỹ đạo là một đường tròn

– Tốc độ trung bình trên mọi cung tròn là như nhau.

• Vectơ véc tơ vận tốc tức thời của vật chuyển động tròn đều sở hữu:

– Phương tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo

– Độ lớn (véc tơ vận tốc tức thời dài):

• Tốc độ góc: , là góc mà nửa đường kính nối từ tâm đến vật quét được trong thời kì , đơn vị tốc độ góc là rad/s.

• Công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc: v = rω

• Chu kỳ luân hồi của chuyển động tròn đều là thời kì để vật đi được một vòng. Công thức liên hệ giữa chu kỳ luân hồi và tốc độ góc là:

• Tần só của chuyển động tròn đều là số vòng mà vật đi được trong một giây. Đơn vị tần số là vòng/s hoặc héc (Hz). Công thức liên hệ giữa chu kỳ luân hồi và tần số là:

• Gia tốc trong chuyển động tròn đều luôn hướng về phía tâm quỹ đạo và có độ lớn là:

* Bài 8 trang 34 SGK Vật Lý 10: Chuyển động của vật nào trong tương lai là chuyển động tròn đều?

A. Chuyển động của một con lắc đồng hồ thời trang.

B. Chuyển động của một mắt xích xe đạp điện.

C. Chuyển động của cái đầu van xe đạp điện so với người ngồi trên xe, xe chạy đều.

D. Chuyển động của cái đầu van xe đạp điện so với mặt đường, xe chạy đều.

° Lời giải bài 8 trang 34 SGK Vật Lý 10:

– Chọn đáp án: C. Chuyển động của cái đầu van xe đạp điện so với người ngồi trên xe, xe chạy đều.

* Bài 9 trang 34 SGK Vật Lý 10: Câu nào đúng?

A. Tốc độ dài của chuyển động tròn đều phụ thuộc vào nửa đường kính qũy đạo.

B. Tốc độ góc của chuyển động tròn đều phụ thuộc vào nửa đường kính qũy đạo.

Xem thêm: Tag Trên Facebook Là Gì – Vai Trò Của Tag Trên Internet

C. Với v và ω cho trước, gia tốc hướng tâm phụ thuộc vào nửa đường kính qũy đạo.

D. Cả ba đại lượng trên không phụ thuộc vào nửa đường kính qũy đạo.

° Lời giải bài 9 trang 34 SGK Vật Lý 10:

– Chọn đáp án: C. Với v và ω cho trước, gia tốc hướng tâm phụ thuộc vào nửa đường kính qũy đạo.

– Vì ta có:

* Bài 10 trang 34 SGK Vật Lý 10: Chỉ ra câu sai. Chuyển động tròn đều sở hữu đặc điểm sau:

Xem Thêm : DongnaiArt

A. Quỹ đạo là đường tròn.

B. Vectơ véc tơ vận tốc tức thời không đổi.

C. Tốc độ góc không đổi.

D. Vectơ gia tốc luôn hướng về phía tâm.

° Lời giải bài 10 trang 34 SGK Vật Lý 10:

– Chọn đáp án: B.Vectơ véc tơ vận tốc tức thời không đổi.

– Vì Vectơ véc tơ vận tốc tức thời trong chuyển động tròn đều sở hữu độ lớn không đổi nhưng có hướng luôn thay đổi, do đó vectơ véc tơ vận tốc tức thời thay đổi.

* Bài 11 trang 34 SGK Vật Lý 10: Một quạt máy quay với tần số 400 vòng/ phút. Cách quạt dài 0,8m. Tính tốc độ dài và tốc độ góc của một điểm ở đầu cánh quạt.

° Lời giải bài 11 trang 34 SGK Vật Lý 10:

– Ta có: f = 400 (vòng/phút) = 400/60 = 20/3 (vòng/s).

– Tốc độ góc của một điểm bất kì ở đầu cánh quạt là:

– Tốc độ dài của điểm trên đầu cánh quạt là: V = R.ω = 0,8.41,867 = 33,493 (m/s).

* Bài 12 trang 34 SGK Vật Lý 10: Bánh xe đạp điện có đường kính 0,66 m. Xe đạp điện chuyển động thẳng đều với véc tơ vận tốc tức thời 12 km/h. Tính tốc độ dài và tốc độ góc của một điểm trên vành bánh so với người ngồi trên xe.

° Lời giải bài 12 trang 34 SGK Vật Lý 10:

– Ta có bán kinh của xe đạp điện là: R=d/2 = 0,66/2 = 0,33(m).

– Khi xe đạp điện chuyển động thẳng đều, một điểm M trên vành bánh xe so với người xem ngồi trên xe chỉ chuyển động tròn đều, còn so với mặt đất, điểm M còn tham gia chuyển động tịnh tiến khi đó tốc độ dài của M bằng tốc độ dài của xe: v = 12 km/h = 12000(m)/3600(s) = 10/3 (m/s).

– Tốc độ góc của một điểm trên vành bánh so với người ngồi trên xe là:

* Bài 13 trang 34 SGK Vật Lý 10: Một đồng hồ thời trang treo tường có kim phút dài 10 cm và kim giờ dài 8 cm. Nhận định rằng các kim quay đều. Tính tốc độ dài và tốc độ góc của điểm đầu hai kim.

° Lời giải bài 13 trang 34 SGK Vật Lý 10:

– Ta thấy, khi kim phút quay 1 vòng được 1h → Chu kì quay tròn của điểm đầu kim phút là: Tp = 1h = 3600 s

– Kim giờ quay 1 vòng hết 12 h → Chu kì quay tròn của điểm đầu kim giờ là: Tg = 12h = 43200 s.

– Ứng dụng công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc:

◊ Như vậy:

– Tốc độ dài của kim phút là:

– Tốc độ góc của kim phút là:

– Tốc độ dài của kim giờ: Ta có, nửa đường kính R=8cm=0,08m, kim giờ quay 1 vòng hết 12 nên chu kỳ luân hồi quay của kim giờ là Tg = 12h = 43200(s), nên:

* Bài 14 trang 34 SGK Vật Lý 10: Một điểm nằm trên vành ngoài của một lốp xe máy cách trục của xe 30 cm. Xe chuyển động thẳng đều. Hỏi bánh xe phải quay bao nhiêu vòng thì số chỉ trên đồng hồ thời trang tốc độ của xe sẽ nhảy một số ứng với cùng một km.

° Lời giải bài 14 trang 34 SGK Vật Lý 10:

– Ta có, R = 30(cm) = 0,3(m).

– Khi bánh xe quay được một vòng thì xe đi được quãng đường bằng chu vi của bánh xe. Quãng đường mà một vòng đi được là chu vi của vòng tròn:

s = C = 2πR = 2. 3,14. 0,3 = 1,884(m).

⇒ Vậy để đi được 1km = 1000m thì bánh xe phải quay số vòng là: (vòng).

* Bài 15 trang 34 SGK Vật Lý 10: Một chiếc tàu thủy neo tại một điểm trên phố xích đạo. Hãy tính tốc độ góc và tốc độ dài của tàu so với trục quay của Trái Đất . Biết nửa đường kính của Trái Đất là 6400 km.

° Lời giải bài 15 trang 34 SGK Vật Lý 10:

– Nửa đường kính của Trái Đất là: R = 6400km = 6,4.10-6(m).

– Trái đất quay một vòng quanh trục hết 24h Chu kì quay của một điểm nằm trên phố xích đạo quanh trục Trái Đất là: T = 24h = 24.3600 = 86400 (s).