Giải bài 13 trang 34 – Bài 5 - SGK môn Vật lý lớp 10
Một đồng hồ treo tường có kim phút dài 10 cm và kim giờ dài 8 cm. Cho rằng các kim quay đều. Tính tốc độ dài và tốc độ góc của điểm đầu hai kim.
Ta có:
- Kim phút quay 1 vòng trong 1 giờ \(\Rightarrow {{T}_{p}}=3600\,(s) \)
- Kim giờ quay 1 vòng trong 12 giờ \(\Rightarrow {{T}_{h}}=12.3600=43200\,(s) \)
- Tốc độ góc của kim phút là:
\({{\omega }_{p}}=\dfrac{2\pi }{{{T}_{p}}}=\dfrac{2.3,14}{3600}=0,00174\,(rad/s) \)
- Tốc độ góc của kim giờ là:
\({{\omega }_{g}}=\dfrac{2\pi }{{{T}_{g}}}=\dfrac{2.3,14}{43200}=0,000145\,(rad/s) \)
- Tốc độ dài của đầu kim phút:
\( {{v}_{p}}={{R}_{p}}.{{\omega }_{p}}=10.0,00174=0,0174\, (cm/s)\)
- Tốc độ dài của đầu kim giờ:
\( {{v}_{g}}={{R}_{g}}.{{\omega }_{g}}=8.0,000145=0,00116\,(cm/s) \)
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: \( {{a}_{ht}}=\dfrac{{{v}^{2}}}{r}=r{{\omega }^{2}} \)