Đang tải... (xem toàn văn)
Lực hướng tâm là một loại lực cần để làm cho một vật đi theo một quỹ đạo cong1. Isaac Newton đã mô tả lực này trong cuốn Principia của ông2. 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
Lop10.2.6 Bài tập Lực hướng tâm Dạng 1: Bài tập động học lực hướng tâm Ví dụ Một vật có m = 200g chuyển động tròn đường tròn có r = 20cm, tốc độ dài 2m/s Tính lực hướng tâm Ví dụ Một vật có m = 500g chuyển động tròn đường tròn có r = 10cm Lực hướng tâm tác dụng lên vật 5N Tính tốc độ góc vật Ví dụ Một vật có m = 500g chuyển động theo vòng tròn bán kính 0,5m tác dụng lực hướng tâm 4N a)Tính vận tốc dài vật b) Chu kỳ quay tần số quay Ví dụ Một vật có m = 200g chuyển động tròn đường tròn có bán kính 50cm, tốc độ 2vòng/s Tính lực hướng tâm tác dụng lên vật Dạng 2: Bài tập động lực học lực hướng tâm Ví dụ Đặt vật có m = 1kg lên bàn tròn có r = 50cm Khi bàn quay quanh trục thẳng đứng qua tâm bàn vật quay theo bàn với v = 0,8m/s Vật cách rìa bàn 10cm Lực ma sát nghỉ vật bàn bao nhiêu? Ví dụ Một xe có khối lương 1600 kg chuyển động đường phẳng, tròn có bán kính r = 100m vói vận tốc khơng đổi 72 km/h Hỏi giá trị hệ số ma sát lốp xe mặt đường phải để xe khơng trượt Lấy g = 9,8m/s2 Ví dụ Một ơtơ m = 2tấn chuyển động với v = 57,6km/h, lấy g = 9,8m/s2 bỏ qua ma sát Tìm lực nén ôtô lên cầu qua điểm cầu trường hợp a/ Cầu võng xuống bán kính 60m b/ Cầu võng lên với r = 60m Ví dụ 8`Vòng xiếc vành tròn bán kính R = 8m, nằm mặt phẳng thẳng đứng Một người xe đạp vòng xiếc này, khối lượng xe người 80 kg Lấy g = 9,8m/s tính lực ép xe lên vòng xiếc điểm cao với vận tốc điểm v = 10 m/s Ví dụ Buộc vật khối lượng m = 100 g vào đầu sợi dây dài 50cm cầm đầu dây quay cho vật chuyển động tròn mặt phẳng nằm ngang theo vòng tròn bán kính 0,5m với vận tốc 2m/s a) Xác định tốc độ góc, chu kỳ quay vật b) Sức căng dây Ví dụ 10 Buộc vật khối lượng m = 100 g vào đầu sợi dây dài 50cm cầm đầu dây quay cho vật chuyển động tròn mặt phẳng thẳng đứng theo vòng tròn bán kính 0,5m với vận tốc 2m/s Xác định sức căng dây: a)Tại điểm cao quỹ đạo b)Tại điểm thấp quỹ đạo Ví dụ 11 Buộc vật khối lượng m = 100 g vào đầu sợi dây dài 50cm đầu gắn vào trục quay thẳng đứng Trục quay cho vật chuyển động tròn theo quỹ đạo thuộc mặt phẳng nằm ngang, dây treo ln lập với trục quay góc 600 Cho g = 10m/s2 a) Tính bán kính quỹ đạo R, vận tốc góc ω chuyển động b) Xác định sức căng dây: Luyện tập: Bài Đặt vật m = 100g lên bàn tròn có bán kính 60cm Khi bàn quay quanh trục thẳng qua tâm bàn thấy vật quay theo bàn với v = 2m/s vật bắt đầu bị trượt Vật cách bàn 10cm Tính lực ma sát trượt vật bàn Bài Treo viên bi khối lượng m = 200g vào điểm cố định O sợi dây không dãn, khối lượng không đáng kể, dài l = 1m Quay dây cho viên bi chuyển động quanh trục thẳng đứng qua O, cho sợi dây hợp với phương thẳng đứng góc 300.Lấy g = 10m/s2 a Tính bán kính quỹ đạo R, tần số góc (vận tốc góc) ω chuyển động b Tính lực căng T sợi dây, dây chịu lực căng tối đa T max = 4N, vận tốc góc chuyển động ωmax trước dây bị đứt Bài Người xe đạp (khối lượng tổng cộng 60 kg) vòng xiếc bán kính 6,4 m phải qua điểm cao với vận tốc tối thiểu để không rơi? Bài Một cầu khối lượng 0,5 kg buộc vào đầu sợi dây dài 0,5 m quay dây cho cầu chuyển động tròn mặt phẳng nằm ngang sợi dây làm thành góc 30 so với phương thẳng đứng Xác định tốc độ dài cầu Lấy g = 10m/s2 Bài Xe có khối lượng qua cầu vồng Cầu có bán kính cong 50m Giả sử xe chuyển động với vận tốc 10 m/s Tính lực nén xe lên cầu đỉnh cầu Lấy g=9,8m/s Bài Một ô tô khối lượng 2,5 chuyển động qua đoạn cầu vượt (coi cung tròn) với vận tốc 54km/h Biết bán kính cong đoạn cầu vượt 50m Lấy g= 9,8m/s 2, bỏ qua ma sát Hãy xác định áp lực ô tô lên cầu qua điểm cầu trường hợp: a/ Cầu vồng xuống b/ Cầu vồng lên Bài Một ô tô khối lượng chuyển động mặt cầu cong vồng lên Bán kính cong mặt cầu 50m Hỏi ô tô lên đến điểm cao cầu áp lực tô lên cầu lực phát động tác dụng lên ô tô bao nhiêu? Biết hệ số ma sát ô tô mặt cầu 0,05 vận tốc ô tô 15m/s Lấy g = 10m/s Bài Một máy bay thực vòng nhào lộn bán kính 400m mặt phẳng thẳng đứng với vận tốc 540 km/h a) Tìm lực người lái có khối lượng 60 kg nén lên ghế ngồi điểm cao thấp vòng nhào b) Muốn người lái không nén lên ghế ngồi điểm cao vòng nhào, vận tốc máy bay phải bao nhiêu? Bài Một bàn nằm ngang quay tròn với chu kỳ T = 2s Trên bàn đặt vật cách trục quay R = 2,4cm Hệ số ma sát vật bàn tối thiểu để vật không trượt mặt bàn Lấy g = 10 m/s π = 10 Bài 10 Một lò xo có độ cứng k, chiều dài tự nhiên l0,1 đầu giữ cố định A, đầu gắn vào cầu khối lượng m trượt khơng ma sát ( ∆ ) nằm ngang Thanh ( ∆ ) quay với vận tốc góc w xung quanh trục ( ∆ ) thẳng đứng Tính độ dãn lò xo l0 = 20 cm; ω = 20 π rad/s; m = 10 g; k = 200 N/m Hướng dẫn giải: .. .Bài Đặt vật m = 100g lên bàn tròn có bán kính 60cm Khi bàn quay quanh trục thẳng qua tâm bàn thấy vật quay theo bàn với v = 2m/s vật bắt đầu bị trượt Vật cách bàn 10cm Tính lực ma sát... tần số góc (vận tốc góc) ω chuyển động b Tính lực căng T sợi dây, dây chịu lực căng tối đa T max = 4N, vận tốc góc chuyển động ωmax trước dây bị đứt Bài Người xe đạp (khối lượng tổng cộng 60 kg)... dài cầu Lấy g = 10m/s2 Bài Xe có khối lượng qua cầu vồng Cầu có bán kính cong 50m Giả sử xe chuyển động với vận tốc 10 m/s Tính lực nén xe lên cầu đỉnh cầu Lấy g=9,8m/s Bài Một ô tô khối lượng