Gia tốc hướng tâm là kiến thức môn Vật Lý lớp 10 vô cùng quan trọng. Bên cạnh những bạn chuyên Lý thì rất giỏi làm những bài tập về gia tốc hướng tâm, nhưng cũng có một số bạn đang gặp khó khăn khi giải bài tập tính gia tốc hướng tâm. Đừng lo lắng nhé, bài viết dưới đây chúng tôi sẽ giúp bạn đọc hiểu và khái niệm, công thức tính gia tốc hướng tâm và cho một số bài tập có lời giải chi tiết để bạn đọc dễ hiểu và áp dụng công thức vào bài tập tốt nhất.
Xem thêm:
Khái niệm về gia tốc hướng tâm
- Trong chuyển động tròn đều, vận tốc của nó tuy nhỏ nhưng có độ lớn không đổi, và hướng luôn thay đổi. Do đó chuyển động này có gia tốc. Gia tốc trong chuyển động tròn đều luôn hướng vào tâm của quỹ đạo nên được gọi là gia tốc hướng tâm.
- Đơn vị của gia tốc hướng tâm là m/s2
- Vecto của gia tốc hướng tâm là:
Công thức tính gia tốc hướng tâm
Công thức tính gia tốc hướng tâm = bình phương vận tốc dài : bán kính của đường tròn hoặc = bán kính của đường tròn x bình phương của tốc độ góc.
aht = v2/r = r.ω2
Trong đó có aht là gia tốc hướng tâm [m/s]
v là vận tốc dài [m/s]
ω là tốc độ góc [rad/s]
r là bán kính của đường tròn [m]
Những công thức liên quan
- Vecto vận tốc trong chuyển động tròn đều luôn có:
+ Phương tiếp tuyến với đường tròn của quỹ đạo
+ Độ lớn [hay tốc độ dài] có công thức là:
v = ω.r = 2πr/T
- Tốc độ góc của chuyển động tròn chính là đại lượng được đo bằng góc mà bán kính OM quét được Δt. Tốc độ góc của chuyển động tròn đều chính là đại lượng không đổi là: ω = Δα/Δt [rad/s]
- Công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc là: v = r. Ω
- Chu kỳ của chuyển động tròn chính là thời gian để vật đi được 1 vòng là: T = 2π/ ω [s]
- Tần số chuyển động tròn đều là số vòng mà vật đi được trong 1 giây. Đơn vị tần số vòng chính là vòng/s hoặc héc [hz]
F = 1/T
Bài tập tính gia tốc hướng tâm lớp 10 có lời giải dễ hiểu
Bài tập 1: Một chiếc xe máy chuyển động thẳng đều với v = 46 km/h. Biết bán kính của chiếc lốp xe máy là 60cm. Tính tốc độ góc và gia tốc hướng tâm tại một điểm trên lốp bánh xe máy.
Lời giải
Vận tốc xe máy cũng chính là tốc độ dài của một điểm trên lốp xe:
V = 10 m/s
Tốc độ góc là:
ω = v/r = 16 rad/s
Gia tốc hướng tâm tại một điểm trên lốp bánh xe máy là:
Aht = v2/r = 160 m/s2
Bài tập 2: Một vệ tinh nhân tạo có quỹ đạo là một đường tròn cách mặt đất là 500km, quay quanh trái đất 1 vòng hết 80 phút. Gia tốc hướng tâm của vệ tinh là bao nhiêu? Biết rằng Rtđ = 6497 km.
Lời giải
T = 80 phút = 4800s
Vậy ω = 2πT = 30144 rad/s
Ta có: Aht = v2/r = [R + r]. ω 2 = 6,26 m/s2
Bài tập 3: Một chiếc xe tròn tập đi cho bé của trung tâm thương mại chuyển động tròn đều với v = 81 km/h. Biết bán kính của lốp xe là 42 m. Tính gia tốc hướng tâm tại một điểm trên lốp xe tròn?
Lời giải
Vận tốc xe đạp cũng là tốc độ dài của một điểm trên lốp xe v = 20 m/s
Gia tốc hướng tâm tại một điểm trên lốp bánh xe tròn là:
aht = v2/r = 8,8 m/s2
Hy vọng bài viết trên của chúng tôi sẽ giúp bạn đọc hiểu và dễ dàng giải những bài tập liên quan đến gia tốc hướng tâm tốt nhất nhé. Chúc bạn có những giờ học tập vui vẻ nhé.
Chuyển động tròn đều là gì?
Nêu những đặc điểm vecto vận tốc của chuyển động tròn đều
Tốc độ góc là gì? Tốc độ góc được xác định như thế nào?
Nêu những đặc điểm và công thức tính gia tốc trong chuyển động tròn đều.
Chuyển động nào dưới đây là chuyển động tròn đều?
Câu 9 trang 34: Câu nào đúng?
Câu 10 trang 34 sgk: Chỉ ra câu sai.
Một điểm nằm trên vành ngoài của một lốp xe máy cách trục bánh xe 30 cm
Hôm nay Kiến Guru xin gửi đến các bạn đọc các lý thuyết và công thức lý 10 quan trọng trong chương trình Vật lý lớp 10. Những công thức trong đây giúp ích rất nhiều cho các bạn, giúp cho các bạn tổng hợp lại những kiến thức mà mình đã quên, đồng thời giúp các bạn vận dụng vào các bài tập, bài kiểm tra và thi học kì. Vì thế các bạn hãy cùng tham khảo nhé
I. Lý thuyết và các công thức lý 10 phần CHUYỂN ĐỘNG CƠ
1. Chuyển động cơ – Chất điểm
a] Chuyển động cơ
Chuyển động cơ của một vật [gọi tắt là chuyển động] là sự thay đổi vị trí của vật đó so với các vật khác theo thời gian.
b] Chất điểm
Một vật được coi là một chất điểm nếu kích thước của nó rất nhỏ so với độ dài đường đi [hoặc so với những khoảng cách mà ta đề cập đến].
c] Quỹ đạo
Quỹ đạo của chuyển động là đường mà chất điểm chuyển động vạch ra trong không gian.
2. Cách xác định vị trí của vật trong không gian
a] Vật làm mốc và thước đo
Để xác định chính xác vị trí của vật ta chọn một vật làm mốc và một chiều dương trên quỹ đạo rồi dùng thước đo chiều dài đoạn đường từ vật làm mốc đến vật.
b] Hệ tọa độ
+ Hệ tọa độ 1 trục [sử dụng khi vật chuyển động trên một đường thẳng].
Tọa độ của vật ở vị trí M: x = OM−
+ Hệ tọa độ 2 trục [sử dụng khi vật chuyển động trên một đường cong trong một mặt phẳng].
Tọa độ của vật ở vị trí M:
x = OMx−
y = OMy−
3. Cách xác định thời gian trong chuyển động
a] Mốc thời gian và đồng hồ
Mốc thời gian là thời điểm chọn trước để bắt đầu tính thời gian.
Để xác định từng thời điểm ứng với từng vị trí của vật chuyển động ta phải chọn mốc thời gian và đo thời gian trôi đi kể từ mốc thời gian bằng một chiếc đồng hồ.
b] Thời điểm và thời gian
- Thời điểm là giá trị mà đồng hồ hiện đang chỉ đến theo một mốc cho trước mà ta xét.
- Thời gian là khoảng thời gian trôi đi trong thực tế giữa hai thời điểm mà ta xét.
4. Hệ quy chiếu
Một hệ quy chiếu bao gồm:
+ Một vật làm mốc, một hệ tọa độ gắn với vật làm mốc.
+ Một mốc thời gian và một đồng hồ.
II. Tóm tắt công thức vật lý 10 phần : CHUYỂN ĐỘNG THẲNG ĐỀU
1. Chuyển động thẳng đều
a] Tốc độ trung bình
Tốc độ trung bình là đại lượng đặc trưng cho mức độ nhanh hay chậm của chuyển động và được đo bằng thương số giữa quãng đường đi được và khoảng thời gian để đi hết quãng đường đó.
Với s = x2 – x1; t = t2 – t1
Trong đó: x1, x2 lần lượt là tọa độ của vật ở thời điểm t1, t2
Trong hệ SI, đơn vị của tốc độ trung bình là m/s. Ngoài ra còn dùng đơn vị km/h, cm/s...
b] Chuyển động thẳng đều
Chuyển động thẳng đều là chuyển động có quỹ đạo là đường thẳng và có tốc độ trung bình như nhau trên mọi quãng đường.
c] Quãng đường đi được trong chuyển động thẳng đều
Trong chuyển động thẳng đều, quãng đường đi được s tỉ lệ thuận với thời gian chuyển động t.
s = vtb.t = v.t
2. Phương trình chuyển động và đồ thị tọa độ - thời gian của chuyển động thẳng đều
a] Phương trình chuyển động thẳng đều
Xét một chất điểm chuyển động thẳng đều
Giả sử ở thời điểm ban đầu t0 chất điểm ở vị trí M0[x0], đến thời điểm t chất điểm ở vị trí M[x].
Quãng đường đi được sau quảng thời gian t – t0 là s = x – x0 = v[t – t0]
hay x = x0 + v[t – t0]
b] Đồ thị tọa độ - thời gian của chuyển động thẳng đều
Đồ thị tọa độ - thời gian là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc tọa độ của vật chuyển động theo thời gian.
Ta có:
Đồ thị tọa độ - thời gian là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc tọa độ của vật chuyển động theo thời gian.
= hệ số góc của đường biểu diễn [x,t]
+ Nếu v > 0 ⇒ > 0, đường biểu diễn thẳng đi lên.
Đồ thị tọa độ - thời gian là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc tọa độ của vật chuyển động theo thời gian.
+ Nếu v < 0 ⇒ < 0, đường biểu diễn thẳng đi xuống.
c] Đồ thị vận tốc – thời gian
Đồ thị vận tốc – thời gian của chuyển động thẳng đều.
Trong chuyển động thẳng đều vận tốc không đổi, đồ thị vận tốc là một đoạn thẳng song song với trục thời gian.
III. Lý thuyết và các công thức lý 10 phần : CHUYỂN ĐỘNG THẲNG BIẾN ĐỔI ĐỀU
1. Vận tốc tức thời. Chuyển động thẳng biến đổi đều.
a] Độ lớn của vận tốc tức thời
Độ lớn vận tốc tức thời v của một vật chuyển động tại một điểm là đại lượng đo bằng thương số giữa đoạn đường rất nhỏ Δs đi qua điểm đó và khoảng thời gian rất ngắn Δt để vật đi hết đoạn đường đó.
Độ lớn vận tốc tức thời tại một điểm cho ta biết sự nhanh chậm của chuyển động tại điểm đó.
b] Vectơ vận tốc tức thời
Vectơ vận tốc tức thời là một đại lượng vectơ có:
+ Gốc đặt ở vật chuyển động.
+ Phương và chiều là phương và chiều của chuyển động.
+ Độ dài biểu diễn độ lớn của vận tốc theo một tỉ xích nào đó.
Chú ý: Khi nhiều vật chuyển động trên một đường thẳng theo hai chiều ngược nhau, ta phải chọn một chiều dương trên đường thẳng đó và quy ước như sau:
Vật chuyển động theo chiều dương có v > 0.
Vật chuyển động ngược chiều dương có v < 0.
c] Chuyển động thẳng biến đổi đều
Chuyển động thẳng biến đổi đều là chuyển động có quỹ đạo là đường thẳng và có độ lớn của vận tốc tức thời tăng đều hoặc giảm đều theo thời gian.
+ Chuyển động thẳng nhanh dần đều là chuyển động thẳng có độ lớn của vận tốc tức thời tăng đều theo thời gian.
+ Chuyển động thẳng chậm dần đều là chuyển động thẳng có độ lớn của vận tốc tức thời giảm đều theo thời gian.
2. Chuyển động thẳng nhanh dần đều và chuyển động thẳng chậm dần đều
* Khái niệm gia tốc
Gia tốc là đại lượng đặc trưng cho sự biến thiên nhanh hay chậm của vận tốc và được đo bằng thương số giữa độ biến thiên vận tốc Δv và khoảng thời gian vận tốc biến thiên Δt.
Biểu thức:
Trong hệ SI, đơn vị của gia tốc là m/s2
* Vectơ gia tốc
Vì vận tốc là đại lượng vectơ nên gia tốc cũng là đại lượng vectơ:
- Chiều của vectơ gia tốc a→ trong chuyển động thẳng nhanh dần đều luôn cùng chiều với các vectơ vận tốc.
- Chiều của vectơ gia tốc a→ trong chuyển động thẳng chậm dần đều luôn ngược chiều với các vectơ vận tốc.
* Vận tốc, quãng đường đi, phương trình chuyển động của chuyển động thẳng nhanh dần đều và chuyển động thẳng chậm dần đều
- Công thức tính vận tốc: v = v0 + at
- Công thức tính quãng đường:
- Phương trình chuyển động:
- Công thức liên hệ giữa gia tốc, vận tốc và quãng đường trong chuyển động thẳng biến đổi đều:
Trong đó: v0 là vận tốc ban đầu
v là vận tốc ở thời điểm t
a là gia tốc của chuyển động
t là thời gian chuyển động
x0 là tọa độ ban đầu
x là tọa độ ở thời điểm t
Nếu chọn chiều dương là chiều chuyển động thì:
v0 > 0 và a > 0 với chuyển động thẳng nhanh dần đều
v0 > 0 và a < 0 với chuyển động thẳng chậm dần đều
Hy vọng với bài viết này của Kiến Guru, các bạn có thể ghi nhớ các công thức lý 10 dễ dàng hơn, vì biết cách áp dụng vào các bài tập. Chúc các bạn sẽ đạt được điểm cao trong các kì thi sắp tới