Chương II: Động Lực Học Chất Điểm – Vật Lý Lớp 10
Bài 14: Lực Hướng Tâm
Như các bạn đã biết, người ta phóng về tinh nhân tạo của Trái Đất là vì lực hấp dẫn giữa nó và Trái Đất là lực hướng tâm. Vậy lực hướng tâm là gì? Và có đặc điểm gì, tính chất và tác dụng như thế nào trong đời sống của con người? Mời các bạn tham khảo nội dung bài học bài 14 lực hướng tâm.
Tóm Tắt Lý Thuyết
1. Lực hướng tâm
-Lực (hay hợp lực) tác dụng vào vật chuyển động tròn đều và gây ra cho vật một gia tốc hướng tâm được gọi là lực hướng tâm.
– Độ lớn của lực hướng tâm được cho theo công thức: trong đó m là khối lượng, v là độ lớn vận tốc, và r là bán kính cong của quỹ đạo.
– Lực hướng tâm là một loại lực cần để làm cho một vật đi theo một quỹ đạo cong. Isaac Newton đã mô tả lực này trong cuốn Principia của ông. Bất kỳ lực nào (trọng lực, lực điện từ, v.v.) hoặc sự kết hợp các lực với nhau đều có thể đóng vai trò là lực hướng tâm. Ta có thể thấy một ví dụ về chuyển động tròn đều trên hình bên phải.
Độ lớn của lực hướng tâm được tính bởi công thức:
\(F_{ht} = ma_{ht} = m\frac{v^2}{r} = mω^2r\)
Với:
- v là vận tốc dài của chuyển động tròn đều.
- ω là vận tốc góc
- r là bán kính qũy đạo.
2. Chuyển động li tâm
2.1. Khi đặt vật trên bàn quay, nếu bàn quay nhanh quá, lực ma sát nghĩ không đủ lớn để đóng vai trò lực hướng tâm nữa, nên vật trượt trên bàn ra xa tâm quay, rồi văng khỏi bàn theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo. Chuyển động như vậy của vật được gọi là chuyển động li tâm.
2.2. Chuyển động li tâm có nhiều ứng dụng thực tế.
Ví dụ : Máy vắt li tâm.
2.3. Chuyển động li tâm cũng có khi cần phải tránh.
Ví dụ : Khi chạy xe qua những chổ rẽ, chổ quanh, nếu chạy với tốc độ lớn thì lực ma sát nghĩ cực đại không đủ lớn để đóng vai trò lực hướng tâm giữ cho xe chuyển động tròn nên xe sẽ trượt li tâm, dễ gây ra tai nạn giao thông.
Các Bài Tập & Lời Giải Bài Tập SGK Bài 14 Lực Hướng Tâm
Bài Tập 1 Trang 82 SGK Vật Lý Lớp 10
Phát biểu và viết công thức của lực hướng tâm?
>> Xem: giải bài tập 1 trang 82 sgk vật lý lớp 10
Bài Tập 2 Trang 82 SGK Vật Lý Lớp 10
a) Lực hướng tâm có phải là một loại lực mới như lực hấp dẫn hay không?
b) Nếu nói (trong ví dụ b sgk) vật chịu 4 lực \(\)\(\vec{P}, \vec{N}, \vec{F_{msn}}\) và \(F_{ht}\) thì đúng hay sai? Tại sao?
>> Xem: giải bài tập 2 trang 82 sgk vật lý lớp 10
Bài Tập 3 Trang 82 SGK Vật Lý Lớp 10
Nêu một vài ứng dụng của chuyển động li tâm?
>> Xem: giải bài tập 3 trang 82 sgk vật lý lớp 10
Bài Tập 4 Trang 82 SGK Vật Lý Lớp 10
Một vật có khối lượng m = 20g đặt ở mép một chiếc bàn quay. Hỏi phải quay bàn với tần số vòng lớn nhất là bao nhiêu để vật không bị văng ra khỏi bàn? Cho biết mặt bàn hình tròn, bán kính 1 m. Lực ma sát nghỉ cực đại bằng 0,08N.
>> Xem: giải bài tập 4 trang 82 sgk vật lý lớp 10
Bài Tập 5 Trang 83 SGK Vật Lý Lớp 10
Một ô tô có khối lượng 1200 kg chuyển động đều qua một đoạn cầu vượt (coi là cung tròn) với tốc độ 36 km/h. Hỏi áp lực của ô tô vào mặt đường tại điểm cao nhất (hình 14.7) bằng bao nhiêu? Biết bán kính cong của đoạn cầu vượt là 50 m. Lấy \(g = 10m/s^2\).
A. 11 760N
B. 11 950N
C. 14 400N
D. 9 600N
>> Xem: giải bài tập 5 trang 83 sgk vật lý lớp 10
Bài Tập 6 Trang 83 SGK Vật Lý Lớp 10
Một vệ tinh nhân tạo bay quanh Trái Đất ở độ cao h bằng bán kính R của Trái Đất. Cho R = 6 400km và lấy \(g = 10m/s^2\). Hãy tính tốc độ và chu kì quay của vệ tinh.
>> Xem: giải bài tập 6 trang 83 sgk vật lý lớp 10
Bài Tập 7 Trang 83 SGK Vật Lý Lớp 10
Hãy giải thích các hiện tượng sau đây bằng chuyển động li tâm:
a) Cho rau đã rửa vào rổ rồi vẩy một lúc thì ráo nước.
b) Thùng giặt quần áo của máy giặt có nhiều lỗ thủng nhỏ ở xung quanh (Hình 14.8) . Ở công đoạn vắt nước, van xả nước mở ra và thùng quay nhanh làm quần áo ráo nước.
>> Xem: giải bài tập 7 trang 83 sgk vật lý lớp 10
Lời kết: Nội dung bài học bài 14 lực hướng tâm chương II vật lý lớp 10 này các bạn cần lưu ý như sau:
– Lực hướng tâm gồm định nghĩa công thức và ví dụ
– Chuyển động li tâm
Trên là toàn bộ nội dung bài học bài 14 lực hướng tâm chương II vật lý 10. Nội dung sẽ cho các bạn biết lực hướng tâm là gì và chúng có đặc điểm và tác dụng như thế nào trong cuộc sống chúng ta. Hi vọng bài viết sẽ giúp các bạn nắm bắt kiến thức tốt hơn.
Trả lời