Chuyển động tròn SVIP

I. MÔ TẢ CHUYỂN ĐỘNG TRÒN

Một vật thực hiện chuyển động tròn khi nó di chuyển trên một đường tròn.

Ví dụ: chuyển động của một điểm trên cánh quạt là chuyển động tròn.

Độ dịch chuyển góc của vật là góc ở tâm θ chắn cung AB có độ dài s.

Mối quan hệ giữa độ dài cung s với độ dịch chuyển góc θ và bán kính đường tròn r:

\(\theta=\dfrac{s}{r}\)

Đơn vị của độ dịch chuyển góc là radian, kí hiệu rad.

Nếu \(s=r\) thì \(\theta=1rad\)

 Ta có: \(360^o=2\pi\) rad

II. Chuyển động tròn đều. Tốc độ và tốc độ góc

1. Tốc độ

Tốc độ đặc trưng cho sự nhanh hay chậm của vật chuyển động tròn.

Chuyển động tròn đều là chuyển động theo quỹ đạo tròn có tốc độ không thay đổi:

\(v=\dfrac{s}{t}=\) hằng số

2. Tốc độ góc

Tốc độ góc trong chuyển động tròn đều bằng độ dịch chuyển góc chia cho thời gian dịch chuyển.

\(\omega=\dfrac{\theta}{t}\)

Đơn vị thường dùng: rad/s

Liên hệ giữa tốc độ góc và tốc độ: \(v=\omega.r\)

Chu kì, tần số của chuyển động tròn đều

• Chu kì là thời gian để vật quay hết một vòng tròn.

Kí hiệu: T, đơn vị: giây (s).

• Tần số là số vòng vật đi được trong một giây.

Kí hiệu: f, đơn vị: héc (Hz).

Liên hệ giữa chu kì, tần số và tốc độ góc:

\(T=\dfrac{1}{f}=\dfrac{2\pi}{\omega}\)

III. Vận tốc trong chuyển động tròn đều

Trong chuyển động tròn đều, độ lớn của vận tốc tức thời không đổi nhưng hướng luôn thay đổi.

 Tại mỗi thời điểm, vectơ vận tốc tức thời có phương trùng với tiếp tuyến của đường tròn.

IV. Lực hướng tâm

Lực tác dụng lên vật luôn hướng vào tâm quỹ đạo tròn nên được gọi là lực hướng tâm.

Điều kiện để một vật chuyển động tròn đều: Hợp lực tác dụng lên vật phải hướng vào tâm của quỹ đạo của vật. Hợp lực này là lực hướng tâm.

V. Gia tốc hướng tâm

Theo định luật 2 Newton, lực hướng tâm gây ra gia tốc cho vật nên gia tốc đó được gọi là gia tốc hướng tâm.

Đặc điểm của gia tốc hướng tâm:

• Phương: trùng với bán kính
• Chiều: hướng về tâm của vòng tròn quỹ đạo
• Độ lớn: \(a_{ht}=\dfrac{v^2}{r}=\omega^2.r\)

Từ đó, theo định luật 2 Newton, ta có công thức xác định lực hướng tâm:

\(F=m.a_{ht}=\dfrac{mv^2}{r}=m.\omega^2.r\)

1. Chuyển động của một vật theo quỹ đạo tròn với tốc độ không đổi gọi là chuyển động tròn đều.

2. Một radian là góc ở tâm chắn cung có độ dài bằng bán kính đường tròn.

3. Tốc độ, tốc độ góc và bán kính quỹ đạo liên hệ với nhau theo công thức: \(v=\omega.r\).

4. Trong chuyển động tròn đều, độ lớn vận tốc không đổi nhưng hướng luôn thay đổi.

5. Gia tốc trong chuyển động tròn đều luôn hướng vào tâm quỹ đạo và có độ lớn là:

\(a_{ht}=\dfrac{v^2}{r}=\omega^2.r\)

6. Lực (hay hợp lực) tác dụng vào một vật chuyển động tròn đều và gây ra cho vật gia tốc hướng tâm gọi là lực hướng tâm.

\(F=m.a_{ht}=\dfrac{mv^2}{r}=m.\omega^2.r\)