Người ta phóng vệ 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 ? Lực hướng tâm có đặc điểm, tính chất và tác dụng như thế nào trong đời sống của chúng ta?
Mời các em cùng nghiên cứu nội dung của Bài 14: Lực hướng tâm để tìm ra câu trả lời nhé.
Lực (hay hợp lực của các lực) tác dụng vào một vật chuyển động tròn đều và gây ra cho vật gia tốc hướng tâm gọi là lực hướng tâm.
\({F_{ht}} = m{a_{ht}} = \)\(\frac{{m{v^2}}}{r}\) = \(m{\omega ^2}r\)
Lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vệ tinh nhân tạo đóng vai trò lực hướng tâm, giữ cho vệ tinh nhân tạo chuyển động tròn đều quanh Trái Đất.
Đặt một vật trên bàn quay, lực ma sát nghĩ đóng vai trò lực hướng tâm giữ cho vật chuyển động tròn.
Đường ôtô và đường sắt ở những đoạn cong phải làm nghiên về phía tâm cong để hợp lực giữa trọng lực và phản lực của mặt đường tạo ra lực hướng tâm giữ cho xe, tàu chuyển động dễ dàng trên quỹ đạo.
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. Chuyển động li tâm có nhiều ứng dụng thực tế.
Ví dụ : Máy vắt li tâm.
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
Một chất điểm có khối lương 500g chuyển động tròn đều trên một đường tròn bán kính 10cm với vận tốc góc bằng 80rad/s. Tính lực hướng tâm của chất điểm?
Vì lực hướng tâm cùng hướng với gia tốc hướng tâm nên
\({F_{ht}} = m.{a_{ht}} = mr{\omega ^2} = 0,5.0,{1.80^2} = 320N\)
Vậy lực hướng tâm của chất điểm là 320N
Một chất điểm có khối lương 500g chuyển động tròn đều trên một đường tròn bán kính 10cm. Biết lực hướng tâm tác dụng lên chất điểm là 500N. Tìm vận tốc dài của chất điểm?
\({F_{ht}} = m.{a_{ht}} = \frac{{m.{v^2}}}{r}\)
\( \Rightarrow v = \sqrt {\frac{{{F_{ht}}.r}}{m}} \)
\(\Rightarrow v = \sqrt {\frac{{500.0,1}}{{0,5}}} \) \( = 10m/s\)
Vậy vận tốc của chất điểm là 10m/s
Tìm vận tốc của vệ tinh nhân tạo chuyển động tròn đều quanh Trái Đất? (Biết vệ tinh nhân tạo được phóng ở gần mặt đất và lấy \(g = 9,8{\rm{ }}m/{s^2}\), bán kính Trái Đất R = 6,4.106 m).
Khi vệ tinh chuyển động tròn đều quanh Trái Đất, lực hấp dẫn của Trái Đất đóng vai trò là lực hướng tâm
\({F_{hd}} = {F_{ht}} \Leftrightarrow \frac{{GmM}}{{{{(R + h)}^2}}} = \frac{{m{v^2}}}{{R + h}}\)
\( \Rightarrow v = \sqrt {\frac{{GM}}{{R + h}}} \)
Vì vệ tinh nhân tạo được phóng ở gần mặt đất nên h << R \( \Rightarrow v = \sqrt {\frac{{GM}}{R}} \)
Mà: \(g = \frac{{GM}}{{{R^2}}}\)
\(\begin{array}{*{20}{l}}
{ \Rightarrow v = \sqrt {gR} = \sqrt {9,8.6,{{4.10}^6}} }\\
{ = 7919,6(m/h) \approx 7,9m/s}
\end{array}\)
Qua bài giảng Lực hướng tâm này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :
Phát biểu được định nghĩa và viết được công thức của lực hướng tâm.
Nêu được một vài ví dụ về chuyển động li tâm có lợi hoặc có hại.
Giải thích được lực hướng tâm giữ cho vật chuyển động tròn đều.
Xác định được lực hướng tâm giữ cho vật chuyển động tròn đều trong một số trường hợp đơn giản.
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 10 Bài 14 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Lực nào sao đây có thể là lực hướng tâm?
Ở những đoạn đường vòng, mặt đường được làm nghiêng. Việc làm này nhằm mục đích nào kể sau đây?
Chọn phát biểu sai về lực hướng tâm:
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 10 Bài 14để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Bài tập 1 trang 82 SGK Vật lý 10
Bài tập 2 trang 82 SGK Vật lý 10
Bài tập 3 trang 82 SGK Vật lý 10
Bài tập 4 trang 82 SGK Vật lý 10
Bài tập 5 trang 83 SGK Vật lý 10
Bài tập 6 trang 83 SGK Vật lý 10
Bài tập 7 trang 83 SGK Vật lý 10
Bài tập 1 trang 102 SGK Vật lý 10 nâng cao
Bài tập 2 trang 102 SGK Vật lý 10 nâng cao
Bài tập 3 trang 103 SGK Vật lý 10 nâng cao
Bài tập 4 trang 103 SGK Vật lý 10 nâng cao
Bài tập 14.1 trang 33 SBT Vật lý 10
Bài tập 14.2 trang 34 SBT Vật lý 10
Bài tập 14.3 trang 34 SBT Vật lý 10
Bài tập 14.4 trang 34 SBT Vật lý 10
Bài tập 14.5 trang 34 SBT Vật lý 10
Bài tập 14.6 trang 34 SBT Vật lý 10
Bài tập 14.7 trang 34 SBT Vật lý 10
Bài tập 14.8 trang 35 SBT Vật lý 10
Bài tập 14.9 trang 35 SBT Vật lý 10
Bài tập 14.10 trang 35 SBT Vật lý 10
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý DapAnHay sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
-- Mod Vật Lý 10 DapAnHay
Lực nào sao đây có thể là lực hướng tâm?
Ở những đoạn đường vòng, mặt đường được làm nghiêng. Việc làm này nhằm mục đích nào kể sau đây?
Chọn phát biểu sai về lực hướng tâm:
Một chất điểm có khối lương 500g chuyển động tròn đều trên một đường tròn bán kính 10cm. Biết lực hướng tâm tác dụng lên chất điểm là 500N. Tìm vận tốc dài của chất điểm?
Một chất điểm có khối lương 500g chuyển động tròn đều trên một đường tròn bán kính 10cm với vận tốc góc bằng 80rad/s. Tính lực hướng tâm của chất điểm?
Một lò xo có độ cứng 125 N/m, chiều dài tự nhiên 40 cm, một đầu giữ cố định ở A, đầu kia gắn vào quả cầu khối lượng 10 g có thể trượt không ma sát trên thanh nằm ngang. Thanh quay đều quanh trục Δ thẳng đứng với tốc độ 360 vòng/phút. Lấy π2 = 10. Độ giãn của lò xo gần nhất với giá trị nào sau đây?
Ở độ cao bằng 7/9 bán kính Trái Đất có một vệ tinh nhân tạo chuyển động tròn đều xung quanh Trái Đất. Biết gia tốc rơi tự do ở mặt đất là 10 m/s2 và bán kính Trái Đất là 6400 km. Tốc độ dài và chu kì chuyển động của vệ tinh lần lượt là
Ở độ cao bằng một nửa bán kính Trái Đất có một vệ tinh nhân tạo chuyển động tròn đều xung quanh Trái Đất. Biết gia tốc rơi tự do ở mặt đất là 10 m/s2 và bán kính Trái Đất là 6400 km. Tốc độ dài của vệ tinh là
Một người buộc một hòn đá khối lượng 400 g vào đầu một sợi dây rồi quay trong mặt phẳng thẳng đứng. Hòn đá chuyển động trên đường tròn bán kings 50 cm với tốc độ góc không đổi 8 rad/s. Lấy g = 10 m/s2. Lực căng của sợi dây ở điểm thấp nhất của quỹ đạo là
Một vật nhỏ khối lượng 150 g chuyển động tròn đều trên quỹ đạo bán kính 1,5 m với tốc độ dài 2 m/s. Độ lớn lực hướng tâm gây ra chuyển động tròn của vật là
Một ô tô khối lượng 2,5 tấn chuyển động qua một cầu vượt với tốc độ không đổi là 54 km/h. Cầu vượt có dạng một cung tròn, bán kính 100 m. Tính áp lực của ô tô lên cầu tại điểm cao nhất của cầu. Lấy g = 9,8 m/s2.
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *