Bài 32. Lực hướng tâm và gia tốc hướng tâm
Hướng dẫn giải Câu hỏi (Trang 125 SGK Vật lí 10, Bộ Kết nối tri thức)
<p> </p>
<p><em><strong>1. Trong trường hợp ở Hình 32.4, dây dài 0,75 m.</strong></em></p>
<p><em><strong>a) Bạn A nói rằng: “Tốc độ quay càng lớn thì góc lệch của dây so với phương thẳng đứng cũng </strong></em></p>
<p><em><strong>càng lớn”. Hãy chứng minh điều đó.</strong></em></p>
<p><em><strong>b) Tính tần số quay để dây lệch góc α = 60<sup>o</sup> so với phương thẳng đứng, lấy g = 9,8 m/s<sup>2</sup>.</strong></em></p>
<p><span style="text-decoration: underline;"><em><strong>Lời giải:</strong></em></span></p>
<p>a) Gọi chiều dài dây là ℓ</p>
<p>Tốc độ quay v = ω.r mà <span id="MathJax-Element-1-Frame" class="mjx-chtml MathJax_CHTML" style="box-sizing: border-box; display: inline-block; line-height: 0; text-indent: 0px; text-align: left; text-transform: none; font-style: normal; font-weight: normal; font-size: 21.78px; letter-spacing: normal; overflow-wrap: normal; word-spacing: normal; white-space: nowrap; float: none; direction: ltr; max-width: none; max-height: none; min-width: 0px; min-height: 0px; border: 0px; margin: 0px; padding: 1px 0px; position: relative;" tabindex="0" role="presentation" data-mathml="<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mfenced open="{" close=""><mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mi>r</mi><mo>=</mo><mi mathvariant="script">l</mi><mo>.</mo><mi>sin</mi><mi>&#x3B1;</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>&#x3C9;</mi><mo>=</mo><mfrac><mi>&#x3B8;</mi><mi>t</mi></mfrac></mtd></mtr></mtable></mfenced></math>"><span id="MJXc-Node-1" class="mjx-math" aria-hidden="true"><span id="MJXc-Node-2" class="mjx-mrow"><span id="MJXc-Node-3" class="mjx-mfenced"><span id="MJXc-Node-13" class="mjx-mo"></span></span></span></span><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><msubsup><mo>{</mo><mrow><mi>ω</mi><mo>=</mo><mfrac><mi>θ</mi><mi>t</mi></mfrac></mrow><mrow><mi>r</mi><mo>=</mo><mi>l</mi><mo>.</mo><mi>sin</mi><mi>α</mi></mrow></msubsup></math><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mfenced open="{" close=""><mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mfrac><mi></mi></mfrac></mtd></mtr></mtable></mfenced></math></span></p>
<p>Khi tốc độ v càng lớn thì r càng lớn nên góc α cũng càng lớn.</p>
<p>b) Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ:</p>
<p><img src="https://vietjack.com/vat-li-10-kn/images/cau-hoi-1-trang-125-vat-li-10-132394.PNG" alt="Trong trường hợp ở Hình 32.4, dây dài 0,75 m. Bạn A nói rằng: Tốc độ quay càng lớn" width="241" height="213" /></p>
<p>Chiếu biểu thức định luật 2 Niuton xuống các hệ trục tọa độ tương ứng:</p>
<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><msubsup><mo>{</mo><mrow><mi>O</mi><mi>y</mi><mo>:</mo><mo> </mo><mi>T</mi><mo>.</mo><mi>cos</mi><mi>α</mi><mo>=</mo><mi>P</mi></mrow><mrow><mi>O</mi><mi>x</mi><mo>:</mo><mo> </mo><mi>T</mi><mo>.</mo><mi>sin</mi><mi>α</mi><mo>=</mo><msub><mi>F</mi><mrow><mi>h</mi><mi>t</mi></mrow></msub></mrow></msubsup><mo> </mo><mo>⇒</mo><msubsup><mo>{</mo><mrow><mi>T</mi><mo>=</mo><mfrac><mi>P</mi><mrow><mi>cos</mi><mi>α</mi></mrow></mfrac></mrow><mrow><mi>T</mi><mo>.</mo><mi>sin</mi><mi>α</mi><mo>=</mo><mi>m</mi><mo>.</mo><msub><mi>a</mi><mrow><mi>h</mi><mi>t</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mi>m</mi><mo>.</mo><mfrac><msup><mi>v</mi><mn>2</mn></msup><mi>r</mi></mfrac></mrow></msubsup></math></p>
<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mi>M</mi><mi>à</mi><mo> </mo><mi>r</mi><mo>=</mo><mi>l</mi><mo>.</mo><mi>sin</mi><mi>α</mi><mo> </mo><mo> </mo><mi>n</mi><mi>ê</mi><mi>n</mi><mo> </mo><mfrac><mrow><mi>m</mi><mi>g</mi></mrow><mrow><mi>cos</mi><mi>α</mi></mrow></mfrac><mo>.</mo><mi>sin</mi><mi>α</mi><mo>=</mo><mi>m</mi><mo>.</mo><mfrac><msup><mi>v</mi><mn>2</mn></msup><mrow><mi>l</mi><mo>.</mo><mi>sin</mi><mi>α</mi></mrow></mfrac><mo> </mo><mo>⇒</mo><mi>v</mi><mo>=</mo><mn>3</mn><mo>,</mo><mn>32</mn><mo> </mo><mi>m</mi><mo>/</mo><mi>s</mi></math></p>
<p><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mo>⇒</mo><mi>ω</mi><mo>=</mo><mfrac><mi>v</mi><mi>r</mi></mfrac><mo>=</mo><mn>5</mn><mo>,</mo><mn>11</mn><mo> </mo><mi>r</mi><mi>a</mi><mi>d</mi><mo>/</mo><mi>s</mi></math></p>
<p><em><strong>2. Hình 32.5 mô tả một vệ tinh nhân tạo quay quanh Trái Đất.</strong></em></p>
<p><img src="https://vietjack.com/vat-li-10-kn/images/cau-hoi-2-trang-125-vat-li-10-132396.PNG" alt="Hình 32.5 mô tả một vệ tinh nhân tạo quay quanh Trái Đất. Lực nào là lực hướng tâm?" width="217" height="220" /></p>
<p><em><strong>a) Lực nào là lực hướng tâm?</strong></em></p>
<p><em><strong>b) Nếu vệ tinh trên là vệ tinh địa tĩnh (nằm trong mặt phẳng xích đạo của Trái Đất và có tốc độ </strong></em></p>
<p><em><strong>góc bằng tốc độ góc tự quay của Trái Đất quanh trục của nó). Hãy tìm gia tốc hướng tâm của vệ </strong></em></p>
<p><em><strong>tinh. Cho gần đúng bán kính Trái Đất là 6400 km và độ cao của vệ tinh so với mặt đất bằng 35 780 km.</strong></em></p>
<p><em><span style="text-decoration: underline;"><strong>Lời giải:</strong></span></em></p>
<p>a) Lực hấp dẫn do Trái Đất tác dụng lên vệ tinh là lực hướng tâm.</p>
<p>b) - Chu kì quay của Trái Đất quanh trục của nó là: T = 24 h = 86400 s</p>
<p>- Tốc độ góc tự quay của Trái Đất quanh trục của nó là:</p>
<p><img class="wscnph" style="max-width: 100%;" src="https://static.colearn.vn:8413/v1.0/upload/library/10072023/screenshot_1688978935-jLR67I.png" /></p>
<p>- Bán kính quỹ đạo chuyển động của vệ tinh là:</p>
<p>r = 6400 + 35780 = 42180 km = 4218.10<sup>4</sup> m</p>
<p>- Gia tốc hướng tâm của vệ tinh là:</p>
<p><img class="wscnph" style="max-width: 100%;" src="https://static.colearn.vn:8413/v1.0/upload/library/10072023/screenshot_1688978966-4tWn6x.png" /></p>
Xem lời giải bài tập khác cùng bài
Hướng dẫn giải Khởi động (Trang 123 SGK Vật lí 10, Bộ Kết nối tri thức)
Xem lời giải
Hướng dẫn giải Câu hỏi 1 (Trang 123 SGK Vật lí 10, Bộ Kết nối tri thức)
Xem lời giải
Hướng dẫn giải Câu hỏi 2 (Trang 123 SGK Vật lí 10, Bộ Kết nối tri thức)
Xem lời giải
Hướng dẫn giải Câu hỏi (Trang 124 SGK Vật lí 10, Bộ Kết nối tri thức)
Xem lời giải
Hướng dẫn giải Hoạt động 1 (Trang 125 SGK Vật lí 10, Bộ Kết nối tri thức)
Xem lời giải
Hướng dẫn giải Hoạt động 2 (Trang 125 SGK Vật lí 10, Bộ Kết nối tri thức)
Xem lời giải
Hướng dẫn giải Em có thể (Trang 126 SGK Vật lí 10, Bộ Kết nối tri thức)
Xem lời giải
Hướng dẫn giải Em có biết (Trang 126 SGK Vật lí 10, Bộ Kết nối tri thức)
Xem lời giải