Giải Vật lí 10 trang 123 Bài 32: Lực hướng tâm và gia tốc hướng tâm
Giải Vật lí 10 trang 123 Bài 32: Lực hướng tâm và gia tốc hướng tâm
Giải Vật lí 10 trang 123 Bài 32: Lực hướng tâm và gia tốc hướng tâm sách Kết nối tri thức có đáp án chi tiết cho từng bài tập trong sách giáo khoa vật lí 10 KNTT. Mời các em học sinh cùng quý phụ huynh tham khảo
Vật lí 10 trang 123 bài 32
Câu hỏi 1 trang 123 SGK vật lí 10
Dùng một sợi dây nhẹ không dãn buộc vào một cái tẩy. Quay dây sao cho cái tẩy chuyển động tròn trong mặt phẳng nằm ngang có tâm là đầu dây mà tay giữ (Hình 32.1).
Lực nào sau đây làm cái tẩy chuyển động tròn?
– Trọng lực tác dụng lên cái tẩy.
– Lực cản của không khí.
– Lực căng dây hướng vào tâm quỹ đạo của cái tẩy.
Lời giải
Lực làm cái tẩy chuyển động là lực căng dây hướng vào tâm quỹ đạo của cái tẩy.
Câu hỏi 2 trang 123 SGK vật lí 10
Dùng một sợi dây nhẹ không dãn buộc vào một cái tẩy. Quay dây sao cho cái tẩy chuyển động tròn trong mặt phẳng nằm ngang có tâm là đầu dây mà tay giữ (Hình 32.1).
Nếu cái tẩy đang chuyển động mà ta buông tay ra thì:
– Cái tẩy tiếp tục chuyển động tròn.
– Cái tẩy sẽ rơi xuống đất theo phương thẳng đứng.
– Cái tẩy văng ra theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo theo hướng vận tốc tại điểm đó
Lời giải
Nếu cái tẩy đang chuyển động mà ta buông tay ra thì cái tẩy văng ra theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo theo hướng vận tốc tại điểm đó.
Câu hỏi 3 trang 123 SGK vật lí 10
Lực nào duy trì chuyển động tròn của Trái Đất xung quanh Mặt Trời?
Lời giải
Lực hấp dẫn của Mặt Trời lên Trái Đất đã duy trì chuyển động tròn của Trái Đất xung quanh Mặt Trời.
Câu hỏi trang 123 SGK vật lí 10
Tìm thêm ví dụ về lực hướng tâm.
Lời giải
Ví dụ 1: Chiếc máy bay đang lượn vòng. Để chuyển hướng, người phi công làm nghiêng cánh máy bay.
Ví dụ 2. Một viên đá được buộc vào một sợi dây và quay tròn trong mặt phẳng ngang tạo thành hình nón.
Vật lí 10 trang 124 bài 32
Câu hỏi 1 trang 124 SGK vật lí 10
Tính gia tốc hướng tâm của một vệ tinh nhân tạo chuyển động tròn đều quanh Trái Đất với bán kính quỹ đạo là 7000 km với tốc độ 7,57 km/s.
Lời giải
Đổi 7000 km = 7.106 m; 7,57 km/s = 7570 m/s
Gia tốc hướng tâm của một vệ tinh nhân tạo là:
aht= \(\frac{v^{2} }{r}\) = \(\frac{7570^{2} }{7.10^{6} }\) ≈ 8,19m/s2
Câu hỏi 2 trang 124 SGK vật lí 10
Tính gia tốc hướng tâm của Mặt Trăng trong chuyển động quay quanh Trái Đất (coi Mặt Trăng chuyển động tròn đều quanh Trái Đất). Biết khoảng cách từ Mặt Trăng đến tâm Trái Đất là 3,84.108 m và chu kì quay là 27,2 ngày.
Lời giải
Đổi 27,2 ngày = 2350080 s
Gia tốc hướng tâm của Mặt Trăng trong chuyển động quay quanh Trái Đất là:
Câu hỏi 3 trang 124 SGK vật lí 10
Kim phút của một chiếc đồng hồ dài 8 cm. Tính gia tốc hướng tâm của đầu kim.
Lời giải
Đổi 8 cm = 0,08 m
Chu kì chuyển động của kim phút là: T = 60 phút = 3600 s
Gia tốc hướng tâm của đầu kim là:
aht = ω2.r = \(\left ( \frac{2\pi }{T} \right ) ^{2}\) . r = \(\left ( \frac{2\pi }{3600} \right ) ^{2} . 0,08\) ≈ 2,44.10-7m/s2
Vật lí 10 trang 125 bài 32
Câu hỏi 1 trang 125 SGK vật lí 10
Trong trường hợp ở Hình 32.4, dây dài 0,75 m.
a) Bạn A nói rằng: “Tốc độ quay càng lớn thì góc lệch của dây so với phương thẳng đứng cũng càng lớn”. Hãy chứng minh điều đó.
b) Tính tần số quay để dây lệch góc α = 60o so với phương thẳng đứng, lấy g = 9,8 m/s2.
Lời giải
a) Gọi chiều dài dây là ℓ
Tốc độ quay v = ω.r mà \(\left\{\begin{matrix} r = l.sin\alpha \\ \omega \frac{\theta }{t} \end{matrix}\right.\)
Khi tốc độ v càng lớn thì r càng lớn nên góc α cũng càng lớn.
b) Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ:
Câu hỏi 2 trang 125 SGK vật lí 10
Hình 32.5 mô tả một vệ tinh nhân tạo quay quanh Trái Đất.
a) Lực nào là lực hướng tâm?
b) Nếu vệ tinh trên là vệ tinh địa tĩnh (nằm trong mặt phẳng xích đạo của Trái Đất và có tốc độ góc bằng tốc độ góc tự quay của Trái Đất quanh trục của nó). Hãy tìm gia tốc hướng tâm của vệ 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.
Lời giải
a) Lực hấp dẫn do Trái Đất tác dụng lên vệ tinh là lực hướng tâm.
b) – Chu kì quay của Trái Đất quanh trục của nó là: T = 24 h = 86400 s
– Tốc độ góc tự quay của Trái Đất quanh trục của nó là:
ω = \(\frac{2\pi }{T}\) = \(\frac{2\pi }{86400}\) ≈ 7,27.10-5rad/s
– Bán kính quỹ đạo chuyển động của vệ tinh là:
r = 6400 + 35780 = 42180 km = 4218.104 m
– Gia tốc hướng tâm của vệ tinh là:
aht = ω2.r = (7,27.10-5)2.4218.104 ≈ 0,22m/s2