ÔN TẬP CHƯƠNG 6: CHUYỂN ĐỘNG TRÒN ĐỀU

(20 CÂU)

Câu 1: Mô tả chuyển động tròn đều.

Trả lời:

Chuyển động tròn đều là chuyển động mà vật giữ nguyên quỹ đạo tròn và dùng thời gian như nhau để di chuyển một vòng.

Câu 2: Công thức tính độ lớn lực hướng tâm?

Trả lời:

Câu 3: Thế nào là một chu kì trong chuyển động tròn đều?

Trả lời:

Chu kì T (s) là khoảng thời gian chất điểm đi hết 1 vòng tròn

Câu 4: Nêu ví dụ về vật chuyển động trên quỹ đạo cung có gia tốc hướng tâm không đổi.

Trả lời:

Một vệ tinh di chuyển quanh Trái Đất có gia tốc hướng tâm không đổi.

Câu 5: Định nghĩa tốc độ góc trong chuyển động tròn đều.

Trả lời:

Tốc độ góc là mức độ thay đổi của góc mỗi đơn vị thời gian, đơn vị đo là rad/s.

Câu 6: Tại sao khi đưa một vật treo trên một dây quay, vật đó lại có quỹ đạo là một đường tròn?

Trả lời:

Sự tác động của lực hướng về trung tâm của quay tạo ra gia tốc hướng tâm, giữ vật theo quỹ đạo tròn.

Câu 7: Tại sao vận tốc của một vật chuyển động tròn đều được gọi là vận tốc góc?

Trả lời:

Vận tốc góc thể hiện sự thay đổi vị trí của vật theo góc, là một đặc điểm của chuyển động tròn.

Câu 8: Tại sao khi vật nặng treo quay vòng với vận tốc gia tăng, gia tốc hướng tâm không đổi?

Trả lời:

Gia tốc hướng tâm không đổi vì lực trọng và lực căng tạo ra moment lực, giữ cho gia tốc hướng tâm không đổi.

Câu 9: Tại sao người ta sử dụng radian thay vì độ để đo góc trong hệ SI?

Trả lời:

Radian là đơn vị góc thích hợp khi tính toán trong các phép toán toán học và vật lý.

Câu 10: Đĩa nằm ngang quay quanh trục thẳng đứng với tần số n = 30 vòng/phút. vật đặt trên mặt đĩa cách trục 20 cm. hệ số ma sát giữa đĩa và vật là bao nhiêu để vật không trượt trên đĩa.

Trả lời:

r = 0,2m; ω = 30.2π/60 (rad/s)

Lực ma sát nghỉ đóng vai trò lực hướng tâm

F_msn = mω²r; để vật không trượt F_msn < F_mst mω²r < µmg

µ > 0,2

Câu 11: Một điểm nằm trên vành ngoài của lốp xe máy cách trục bánh xe 30cm. Bánh xe quay đều với tốc độ 8 vòng/s. Số vòng bánh xe quay để số chỉ trên đồng hồ tốc độ của xe sẽ nhảy 1 số ứng với 1km và thời gian quay hết số vòng ấy là bao nhiêu?

Trả lời:

S = N.2πr = 1000 ⇒ N = 531 vòng

Thời gian quay hết số vòng đó là chu kì:

Câu 12: Định nghĩa lực và gia tốc hướng tâm.

Trả lời:

Lực là tác động gây biến đổi trạng thái chuyển động của vật, gia tốc hướng tâm là gia tốc của vật chuyển động trên quỹ đạo cung.

Câu 13: Một đĩa đồng chất có dạng hình tròn có R = 30 cm đang quay tròn đều quanh trục của nó. Biết thời gian quay hết 1 vòng là 2s. Tính tốc độ dài, tốc độ góc của 2 điểm A, B nằm trên cùng 1 đường kính của đĩa. Biết điểm A nằm trên vành đĩa, điểm B nằm trên trung điểm giữa tâm O của vòng tròn và vành đĩa.

Trả lời:

Ta có: R_A = 30 cm ⇒ R_B = 15 cm

Tốc độ góc:

Tốc độ dài của mỗi vật: v_A = r_A.ω = 0,94 m/s; v_B = r_B .ω = 0,47 m/s

Câu 14: Giải thích tại sao một vật nặng đang quay vòng có thể có gia tốc hướng tâm không bằng 0.

Trả lời:

Nếu vật đang quay vòng với vận tốc không đổi, gia tốc hướng tâm của nó là 0.

Câu 15: Mắt của chim đại bàng có thể phân biệt được các đối tượng cụ thể nếu các quan sát các đối tượng không nhỏ hơn θ = 3.10⁴ rad. Khi bay ở độ cao 100 m chim có thể thấy một con chuột có độ dài phần thân bằng bao nhiêu?

Trả lời:

Ta có

Câu 16: Mặt trăng quay 13 vòng quanh trái đất trong 1 năm. khoảng cách giữa trái đất và mặt trời gấp 390 lần khoảng cách giữa trái đất và mặt trăng. Tính tỉ số khối lượng của mặt trời và trái đất?

Trả lời:

Gọi m₁ khối lượng của mặt trời; m₂ khối lượng của Trái đất, m₃ là khối lượng của mặt trăng.

Khoảng cách giữa mặt trăng và trái đất R = > khoảng cách giữa mặt trời và trái đất r = 390R

Lực hấp dẫn giữa trái đất và mặt trời đóng vai trò lực hướng tâm

(1)

Lực hấp dẫn giữa trái đất và mặt trăng đóng vai trò lực hướng tâm

(2)

Từ (1) và (2) M₁/M₂ = 3,5.10⁵

Lưu ý trái đất quay 1 vòng quanh mặt trời mất 1 năm T₁ = 1 năm

Mặt trăng quay 13 vòng quanh trái đất mất 1 năm T₂ = 1/13 năm

Câu 17: Một chiếc đồng hồ treo tường có đầu mút kim giây khi quay thì tạo thành một vòng tròn có chu vi 60 (mm). Giả sử đồng hồ chạy chính xác, sau một một ngày, đầu mút kim giây đi được quãng đường bao nhiêu m?.

Trả lời:

- Đầu mút kim giây chuyển động tròn đều trên đường tròn chu vi 60 mm

- Khi kim giây quay được 1 vòng thì mất thời gian là t = 60 s, khi đó kim giây đi được quãng đường s = 60mm nên vận tốc của kim giây là:

- Quãng đường kim giây đi được trong = 1 ngày là:



Câu 18: Tính áp lực của ô tô 4 tấn đi qua điểm giữa cầu với tốc độ 72km/h, lấy g = 10m/s². Trong các trường hợp sau

a) Cầu phẳng.

b) Cầu cong lồi bán kính 100m

c) Cầu cong lõm bán kính 200 m.

Trả lời:

v = 72km/h = 20m/s; r₁ = ∞; r₂ = 100m; r₃ = 200m; g = 10m/s²

Trọng lực P và phản lực N của mặt cầu đóng vai trò lực hướng tâm

Xét về độ lớn phản lực N cân bằng với áp lực của ô tô nén lên mặt cầu nên về mặt tính toán ta coi N chính là độ lớn áp lực của ô tô lên mặt cầu.

a) Cầu phẳng: F_ht = 0; N = P = mg = 40000N

b) Cầu cong lồi: F_ht = P – N N = P – F_ht = mg – = 24000 N.

c) Cầu cong lõm: F_ht = N – P N = F_ht + P = mg + = 56000 N.

Câu 19: Hai vật A và B chuyển động tròn đều trên hai đường tròn tiếp xúc nhau. Chu kì của A là 6 s, còn chu kì của B là 3 s. Biết rằng tại thời điểm ban đầu chúng xuất phát cùng một lúc từ điểm tiếp xúc của hai đường tròn và chuyển động ngược chiều nhau. Tính khoảng thời gian ngắn nhất để hai vật gặp nhau.

Trả lời:

Vì , nên B phải quay 2 vòng

Câu 20: Bán kính Trái Đất là 6400km. Tính tốc độ dài, chu kỳ quay, độ lớn lực hấp dẫn tác dụng lên vệ tinh khối lượng 600kg chuyển động tròn đều quanh trái đất ở độ cao bằng bán kính trái đất, lấy g = 9,8 m/s².

Trả lời:

r = 2R = 2.6400.10³m; m = 600kg, g = 9,8m/s²

Lực hấp dẫn đóng vai trò lực hướng tâm Fhd = Fht

g = GM/R² GM = gR²