Bài 14. lực hướng tâm –

như đã biết, vật chuyển động tròn đều có gia tốc hướng tâm. theo định luật ii niu-tơn thì phải có lực tác dụng lên vật để gây ra gia tốc đó. 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.2. công thức2. f = тан =ா = mar (14.1)3. ví dụ a) lực hấp dẫn giữa trái đất và vệ tinh nhân tạo đóng vai trò lực hướng tâm. lực này gây ra cho vệ tinh gia tốc hướng tâm, giữ cho nó chuyển động tròn đều quanh trái đất (hình 14.1). b) đặt một vật lên một chiếc bàn quay. khi bàn chưa quay, vật đứng yên dưới tác dụng của hai lực cân bằng, đó là trọng lực p và phản lực n của mặt bàn. cho bàn quay từ từ, ta thấy vật quay theo. khi bàn quay, bàn tác dụng thêm vào vật một lực ma sát nghỉ hướng vào tâm. lực này gây ra cho vật gia tốc hướng tâm, giữ vật chuyển động tròn đều (hình 142). ở ví dụ này, lực ma sát nghỉ đóng vai trò lực hướng tâm.c) đường ô tô và đường sắt ở những đoạn cong thường phải làm nghiêng về phía tâm cong (hình 14.3). khi xe ô tô, tàu hoả đi đến đoạn cong, phản lực n của mặt đường không cân bằng với trọng lực p nữa. hợp lực của hai lực này nằm ngang hướng vào tâm của quỹ đạo, làm ô tô, tàu hoả chuyển động được dễ dàng.ii – chuyên đông li tâm1. trở lại ví dụ một vật trên bàn quay (hình 14.2). nếu tăng tốc độ góc () của bàn quay đến một giá trị nào đó thì lực ma sát nghỉ cực đại nhỏ hơn lực hướng tâm cần thiết (f = m (0°r) giữ cho vật chuyển động tròn. khi ấy, vật trượt trên bàn ra xa tâm quay, rồi văng ra khỏi bàn theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo. chuyển động như vậy của vật được gọi là chuyển động li tâm (hình 14.4).s-wlto-ahình 14.2a) lực nào đã gây ra gia tốc hướng tâm cho vật ? b) tại sao khi bàn quay nhanh đến một mức nào đó thì vật sẽ văng ra ngoài bàn ?hình 14.3. đoạn đường sắt nghiêng.fmsn (max)< maoorhình 14,481 hình 145ιν fள (max) finan (max) maoor οܦhình 14,62. chuyển động li tâm có nhiều ứng dụng thực tế. máy vắt li tâm là một ví dụ. đặt vải ướt vào trong cái lồng làm bằng lưới kim loại của máy vắt (hình 14:5). khi cho máy quay nhanh, lực liên kết giữa nước và vải không đủ lớn để đóng vai trò lực hướng tâm. khi ấy, nước tách ra khỏi vải thành giọt và bắn ra ngoài theo lỗ lưới.3. chuyển động li tâm cũng có khi phải tránh. nếu đến chỗ rẽ bằng phẳng mà ô tô chạy nhanh quá, thì lực ma sát nghỉ cực đại không đủ lớn để đóng vai trò lực hướng tâm giữ cho ô tô chuyển động tròn. ô tô sẽ trượt li tâm, dễ gây ra tai nạn giao thông (hình 14.6).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.mu*công thức của lực hướng tâm:f = ── maoorcâu höi va bằi tâp1. phát biểu và viết công thức của lực hướng tâm. 4. một vật có khối lượng m = 20 g đặt ở mépmột chiếc bàn quay. hỏi phải quay bàn với2. a) lực hướng tâm có phải là một loại lực mới tần số vông lớn nhất bằng bao nhiêu để vậtnhư lực hấp dẫn hay không ?không văng ra khỏi bàn ? cho biết mặt bànb). nếu nói (trong ví dụ b sách giáo khoa) hình tròn, bán kính 1 m. lực ma sát nghỉvật chịu 4 lực là p. n. f., và f, thì đúnghay sai ? tại sao ?cực đại bằng 0,08 n.3. nêu một vài ứng dụng của chuyển động|tâm.826-wlto-e 5. 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 147) bằng bao7. hãy giải thích các hiện tượng sau đây bằngchuyển động li tâm: a) cho rau đã rửa vào rổ rồi vẩy một lúc thì rau ráo nước.nhiêu ? biết bán kính cong của đoạn cầu vượtlà 50 m. lấy g = 10 m/s? b) thùng giặt quần áo của máy giặt có nhiềulỗ thủng nhỏ ở thành xung quanh (hình 14.8)a. 1176on: b. 1195on: ở công đoạn vắt nước, van xả nước mở ra và c. 14400n, d. 9600n. thùng quay nhanh làm quần áo ráo nước. n 声 h 14.76. một vệ tinh nhân tạo bay quanh trái đất ở độ cao h bằng bán kính r của trái đất. cho r= 6400 km và lấy g= 10 m/s2. hãy tính tốc độ và chu kì quay của vệ tinh.vê tinh nhân tao của trái đấtniu-ton đã nêu ý tưởng như sau:hình 14,8nếu đặt được một khẩu súng đại bác lên đỉnh của một ngọn núi rất cao, vượt ra ngoài tầng khí quyển của trái đất và nểu súng đủ mạnh, thì nó có thể phóng viên đạn đại bác vào quỹ đạo vòng quanh trái đất. thật vậy, nếu vận tốc của đạn còn nhỏ thì nó đi theo quỹ đạo a và rơi xuống đất. nếu vận tốc của đạn lớn hơn thì nó đi theo quỹ đạo b hoặc c và rơi xuống đất. nếu vận tốc của đạn đủ lớn thì nó bay vòng quanh trái đất theo quỹ đạo d. khi ấy nó trở thành vệ tinh nhân tạo của trái đất (hình 14.9).tốc đô vủ tru - vệ tinh viên thông 1. tốc độ vũ trụ cấp i khi vệ tinh chuyển động tròn đều quanh trái đất, lực hấp dẫn cúa trái đất tác dụng lên vệ tinh đóng vai trò lực hướng tâm: h gmm – mu" (r : h 2 r + htrong đó m là khối lượng của vệ tinh. từ phương trình trên,suy ra: - r + hhình 14_9 83 đối với các vệ tinh nhân tạo được phóng ở gần mặt đất (h << r}, ta có:u - = gr (vig =thay g = 9,8 m/so, r'= 6,4.106 m, ta được t) = 7,9 km/s. đó là tốc độ ném ngang cần gây ra cho một vật để nó không rơi trở lại mặt đất, mà trở thành vệ tinh của trái đất. người ta gọi tốc độ 7,9 km/s là tốc độ vũ trụ cấp i,năm 1957, lần đầu tiên trong lịch sử loài người, liên xô (cũ) đã dùng tên lửa phóng thành công vệ tinh nhân tạo của trái đất. vệ tinh đầu tiên này có khối lượng 85 kg, bay một vòng quanh trái đất hết 96 phút.2. vệ tinh viễn thôngngười ta dùng những vệ tinh địa tĩnh làm vệ tinh viễn thông. vệ tinh địa tĩnh có quỹ đạo chuyển động nằm trong mặt phẳng của xích đạo và ở cách tâm trái đất 42.000 km.ở độ cao này, chúng có chu kì quay đúng bằng chu kì quay của trái đất quanh trục của nó, tức là bằng 24 giờ. vì thế chúng đứng yên tương đối so với trái đất. do đó, từ một máy phát ở trên mặt đất có thể phát một chùm sóng vô tuyến cực ngắn luôn hướng tới vệ tinh. vệ tinh thu chùm sóng và phát về trạm thu trên mặt đất (hình 14.10). vì các vệ tinh địa tĩnh ở rất cao so với bầu khí quyến, nên vùng phủ sóng là rất rộng. thêm nữa, chúng không bị sức cán của không khí nên có thể ở lâu dài trên quỹ đạo đó.vệ tinh chuyển vệ tinh động một vòng chùm sống mất 24 giờ ܐܐ 以 o cực ngắn o trái đất quay mất 24 giờ ۔۔۔// hình 14.10

Bài giải này có hữu ích với bạn không?

Bài 14. Lực hướng tâm

--Chọn Bài--

↡

Tài liệu trên trang là MIỄN PHÍ, các bạn vui lòng KHÔNG trả phí dưới BẤT KỲ hình thức nào!