- Sách Giáo Khoa Vật Lý 12
- Giải Vật Lí Lớp 12
- Giải Vật Lí Lớp 12 Nâng Cao
- Giải Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 12
- Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 12
- Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 12 Nâng Cao
- Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 12
- Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 12 Nâng Cao
Trong bài này, ta sẽ tìm biểu thức tinh động năng của một vật rắn quay quanh một trục cố định như chuyển động quay của bánh đà, chẳng hạn.Bánh đà được dùng để tích trữ và cung cấp động năng quay trong các động cơ đốt trong. 1. Động năng của một vật rắn quay quanh một trục cố định Xét một vật rắn quay quanh một trục cố định Oz (Hình 4.1). Ta tưởng tượng vật gồm nhiều chất điểm. Khi vật quay với tốc độ góc () thì tất cả các chất điểm của vật đều chuyển động trên những đường tròn có tâm nằm trên trục quay với cùng tốc độ góc (). Chất điểm i của vật có khối lượng mi và cách trục quay một khoảng ri thì có tốc độ dài Uị = ori và có động năng là :m: m (cor; 2. Động năng của vật rắn là tổng động năng của tất cả các chất điểm tạo nên vật:1 Wα = Στη (ωη) = “”. Σηηη” 2 2 hay W = Io* (4.1)trong đó 1 là momen quán tính của vật rắn đối với trục quay.Hình 4.1Nêu nhận xét về vai trò của momen quán tính I trong biểu thức (4.1).Chứng minh rằng động năng của một vật rắn quay quanh trục cố định có thể viết 2 dưới dạng W4 = Լ՛ 2 và L lần lượt là momen quán tính và momen động lượng của vật đối với trục quay đó.trong đó I ười ta đã chứng minh được rằng, định lí biến thiên động năng cũng áp dụng được cho một vật rắn quay quanh một trục:2 1, 2 AW = lo; lo; = A Độ biến thiên động năng của một vậtbằng tổng công của các ngoại lực tác dụng vào vật.Hình 4.2Phân tích bài toán– Khi vận động viên thay đổi tư thế thì momen quán tính đối với trục quay của người ấy thay đổi.theo định luật bảo toàn momen động lượng tốc độ góc lúc cuối của người đó sẽ tăng.2. Bài tập áp dụngMột vận động viên trượt băng quay quanh một trục thẳng đứng với tốc độ góc 15 rad/s với hai tay dang ra, momen quán tính của người lúc này đối với trục quay là 1,8 kg.m”. Sau đó, người này đột ngột thu tay lại dọc theo thân người, trong khoảng thời gian nhỏ tới mức có thể bỏ qua ảnh hưởng của ma sát với mặt băng. Momen quán tính của người lúc đó giảm đi ba lần so với lúc đầu (Hình 4.2).Tính động năng của người đó lúc đầu và lúc cuối.Bài giảiĐộng năng lúc đầu :1 1 Wđ(đẩu) = 3.1169f = 2-1.8.15* = 2025 J 2 2 Theo định luật bảo toàn momen động lượng: 120 = 10 -> 0 = 30Động năng lúc cuối là : 1 I 2 – -, -(3) = 3 Watu 2 3 (30) đ(dầu)= 3,202.5 = 607.5 J1 Wđ(cuối)= 12οςܬܬ ܚܝ’.ܥܝܬܐ – ܢܝ ܦ ܚ ܬܫ :J ܬ 1. Viết công is it isA la – ܥܝܬ-ܐܕܝ ܫ ܐ ܬܫ ܚܝ ܚܐ yi vi i tai viva J vi2. Nêu nhận xét về vai trò của momen quán tính trong Công thức tính động năng quay.2O 32 BAI TÂP1.27. Hai đĩa tròn có cùng momen quân tính đối với cùng trục quay điMột bánh đà có momen quán tính đối với trục quay cố định là 2,5 kgm”, quay đều với tốc độ góc 8900 rad/s. Động năng quay bánh đà bằng A. 9, 1.10.J. B. 11 125 J. с 9910 l. D. 22250 J.. Một đĩa tròn có momen quán tính I, đang quay quanh một trục cố định với tốc độ góc con Ma sát۔۔۔۔ 9 ΙuυτIυ ναở trục quay nhỏ không đáng kể. Nếu tốc độ góc của đĩa giảm đi hai lầ động năng quay của đĩa đối với trục quay thay đổi thế nào ?| | Momen động lượng | Động năng quayL A. – Tăng bón lán Tăng hai lánB. Giảm hai lần Tăng bốn lần C. Tăng hai lần Giảm hai lần D. Giảm hai lần Giảm bốn lầnܚܬqua tâm của các địa (Hình 43). Lúc đầu, đĩa 2 (ở phía trên) đang đứng yên, đa 1 quay với tốc độ góc (), Ma sát ở trục quay nhỏ không đáng kể. Sau đó, cho hai đĩa dính vào nhau, hệ quay Với tốc độ góc (). Động năng của hệ hai đĩa lúc sau so với lúc đầu A. tăng ba lần. B. giảm bốn lần. C. tăng chín lần. D, giảm hai lần.Hình 4.3. Hai bánh xe A và B có cùng động năng quay, tốc độ góc (OA = 3698. Tỉ số momen quán tính Ađối Với trục quay đi qua tâm của A và B’Có giá trị nà0 sau đây ? A, 3. B. 9. C. 6. D. 1.. Một đĩa tròn đồng chất có bán kính R = 0,5 m, khối lượng m = 1 kg quay đều Với tốc độ gócՑ Մ Một ròng rọc có momen quán tính đối với trục quay cố định là 10 kg m”, quay đều Với tốc độ 60 vòng/phút. Tính động năng quay của rÔng rọc,. Một bánh đà quay nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ và sau 5’s thì có tốc độ góc 200 rad’s và cóđộng năng quay là 60 kJ. Tỉnh gia tốc góc và momen quán tính của bánh đà đối với trục quay.