Lý thuyết chuyển động tròn đều, vật lí lớp 10

Chuyển động tròn đều là chuyển động có quĩ đạo là đường tròn và tốc độ chuyển động trên cung tròn không đổi theo thời gian.

1/ Tốc độ dài của chuyển động tròn đều:

Lý thuyết chuyển động tròn đều, vật lí lớp 10

Công thức tính tốc độ dài của chuyển động tròn đều

\[v=\dfrac{\Delta s}{t}\]

Trong đó

  • Δs: là độ dài cung (quãng đường) vật chuyển động được
  • t: thời gian vật chuyển động được cung tròn
  • v: tốc độ dài của chuyển động tròn

2/ Tốc độ góc của chuyển động tròn đều

Lý thuyết chuyển động tròn đều, vật lí lớp 10

Biểu thức tốc độ góc của vật trong chuyển động tròn đều

\[\omega =\dfrac{\Delta \varphi }{t}\]

Trong đó

  • Δφ: là góc mà vật quét được (rad)
  • t: thời gian để quét được góc Δφ (s)
  • ω: là tốc độ góc (rad/s hoặc vòng/s) còn gọi là tần số góc

Biểu thức liên hệ giữa tốc độ góc và tốc độ dài

v = r × ω

Trong đó:

  • r: bán kĩnh quỹ đạo của chuyển động tròn        

VD1: 1 điểm trên đầu kim giây chuyển động với tốc độ góc

$\omega =\dfrac{1\text{vng}}{60s}=\dfrac{1\times 2\pi }{60s}=\dfrac{\pi }{30}(\dfrac{rad}{s})$

VD2: 1 điểm trên đầu kim phút chuyển động với tốc độ góc

$\omega =\dfrac{1\text{vng}}{60\text{ph }\!\!\acute{\mathrm{o}}\!\!\text{ t}}=\dfrac{1\times 2\pi }{3600s}=\dfrac{\pi }{1800}(\dfrac{rad}{s})$

VD3: 1 điểm trên đầu kim giờ chuyển động với tốc độ góc

$\omega =\dfrac{1\text{vng}}{12\text{gi }\!\!\hat{\mathrm{e}}\!\!\text{ }}=\dfrac{1\times 2\pi }{12\times 3600s}=\dfrac{\pi }{21600}(\dfrac{rad}{s})$

3/ Chu kỳ, tần số của chuyển động tròn đều

a/ Chu kỳ T: là khoảng thời gian vật chuyển động được một vòng trên đường tròn

\[T=\dfrac{2\pi}{\omega}\]

b/ Tần số f: là số vòng chất điểm đi được trong một giây

\[f=\dfrac{1}{T}\]

Đơn vị của tần số là Hz; 1Hz = 1vòng/giây=s-1

4/ Gia tốc hướng tâm của chuyển động tròn đều

https://youtu.be/zksdwJ9QUTI

Trong chuyển động tròn đều độ lớn vận tốc trên cung tròn (tốc độ dài) là không đổi, nhưng hướng của véc tơ vận tốc trên cung tròn tại một điểm luôn thay đổi. Sự thay đổi về hướng của vận tốc => sinh ra gia tốc.

Gia tốc của chuyển động tròn có phương, chiều luôn hướng vào tâm quỹ đạo của chuyển động tròn nên được gọi là gia tốc hướng tâm.

Gia tốc của chuyển động tròn đều chứng tỏ đại lượng vật lí gia tốc không chỉ đặc trưng cho sự thay đổi của vận tốc về độ lớn mà cả về mặt phương chiều của vận tốc

Biểu thức độ lớn gia tốc hướng tâm của chuyển động tròn đều

\[a_{ht}=\dfrac{v^{2}}{r}=\omega ^{2}.r\]