Giải bài 12 trang 34 – Bài 5 - SGK môn Vật lý lớp 10
Bánh xe đạp có đường kính 0,66 m. Xe đạp chuyển động thẳng đều với vận tốc 12 km/h. Tính tốc độ dài và tốc độ góc của một điểm trên vành bánh đối với người ngồi trên xe .
Ta có đối với người ngồi trên xe thì một điểm trên vành bánh xe chuyển động tròn đều quay quanh trục bánh xe với:
- Tốc độ dài bằng tốc độ của xe: \(v=12\,km/h=3,33\,(m/s) \)
- Bán kính quỹ đạo (bằng bán kính bánh xe) : \(R=\dfrac{d}{2}=\dfrac{0,66}{2}=0,33\,(m) \)
- Tốc độ góc của điểm đó: \(\omega =\dfrac{v}{R}=\dfrac{3,33}{0,33}=10,1\,(rad/s) \)
Ghi nhớ :
- Chuyển động tròn đều là chuyển động có các đặc điểm sau:
+ Quỹ đạo là một đường tròn;
+ Tốc độ trung bình trên mọi cung tròn là như nhau.
- Vectơ vân tốc của vật chuyển động tròn đều có :
+ Phương tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo;
+ Độ lớn (tốc độ dài): \( v=\dfrac{\Delta s}{\Delta t}. \)
- Tốc độ góc : \( \omega =\dfrac{\Delta \alpha }{\Delta t}; \) \(\Delta \alpha \) là góc mà bán kính nối từ tâm đến vật quét được trong thời gian \(\Delta t.\) Đơn vị tốc độ góc là rad/s.
- Công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc : \( v=r\omega. \)
- Chu kì của chuyển động tròn đều là thời gian để vật đi được một vòng.
- Công thức liên hệ giữa chu kì và tốc độ góc: \( T=\dfrac{2\pi }{\omega } \)
- Tần số của chuyển động tròn đều là số vòng mà vật đi được trong 1 giây. Đơn vị tần số là vòng/s hoặc héc (Hz).
- Công thức liên hệ giữa chu kì và tần số : \( f=\dfrac{1}{T} \)
- Gia tốc trong chuyển động tròn đều luôn hướng vào tâm quỹ đạo và có độ lớn là: \( {{a}_{ht}}=\dfrac{{{v}^{2}}}{r}=r{{\omega }^{2}} \)