Bài 31. Động học của chuyển động tròn đều
Tìm hiểu về chuyển động tròn đều, các đại lượng đặc trưng.
Lý thuyết Động học chuyển động tròn đều
1 1. Chuyển động tròn đều
Định nghĩa: Chuyển động tròn đều là chuyển động có quỹ đạo là đường tròn và tốc độ trên cung tròn không đổi.
Đặc điểm:
- Quỹ đạo: đường tròn
- Tốc độ dài: không đổi
- Tốc độ góc: không đổi
2 2. Tốc độ dài
Công thức:
$$v = \frac{\Delta s}{\Delta t}$$
Trong đó:
- v: tốc độ dài (m/s)
- Δs: độ dài cung tròn (m)
- Δt: thời gian (s)
Đặc điểm: Vectơ vận tốc luôn tiếp tuyến với quỹ đạo.
3 3. Tốc độ góc
Công thức:
$$\omega = \frac{\Delta \alpha}{\Delta t}$$
Trong đó:
- ω: tốc độ góc (rad/s)
- Δα: góc quét (rad)
- Δt: thời gian (s)
Liên hệ với tốc độ dài:
$$v = r \cdot \omega$$
Trong đó r là bán kính đường tròn.
4 4. Chu kỳ và tần số
Chu kỳ T: Thời gian để vật đi được một vòng.
$$T = \frac{2\pi}{\omega}$$
Tần số f: Số vòng vật đi được trong 1 giây.
$$f = \frac{1}{T} = \frac{\omega}{2\pi}$$
Đơn vị:
- T: giây (s)
- f: héc (Hz)
Các dạng bài tập
1 Dạng 1: Tính tốc độ dài và tốc độ góc
Phương pháp giải:
- v = s/t
- ω = α/t
- v = rω
Ví dụ minh họa
Giải:
Δs = 125,6 cm = 1,256 m
v = Δs/Δt = 1,256/2 = 0,628 m/s
Giải:
Kim phút quay 1 vòng trong 60 phút = 3600s
ω = 2π/T = 2π/3600 = π/1800 rad/s
2 Dạng 2: Tính chu kỳ và tần số
Phương pháp giải:
- T = 2π/ω
- f = 1/T
Ví dụ minh họa
Giải:
T = 2π/ω = 2π/10 = 0,628 s
Giải:
f = 1/T = 1/60 Hz
3 Dạng 3: Bài toán thực tế
Phương pháp giải:
- Phân tích tình huống
- Áp dụng công thức
Ví dụ minh họa
Giải:
Trái Đất quay 1 vòng trong 24h = 86400s
ω = 2π/86400 ≈ 7,27 × 10⁻⁵ rad/s
Giải:
Chu vi bánh: 2πr = 2π × 0,4 = 0,8π m
v = s/t = 0,8π/2 = 0,4π ≈ 1,26 m/s
Sẵn sàng thử thách bản thân?
Hoàn thành 14 câu hỏi để củng cố kiến thức và kiểm tra mức độ hiểu bài
Làm bài tập ngay