Phát biểu và viết công thức của lực hướng tâm?
a) Lực hướng tâm có phải là một loại lực mới như lực hấp dẫn hay không?
b) Nếu nói (trong ví dụ b sách giáo khoa) vật chịu 4 lực \(\overrightarrow{P}\), \(\overrightarrow{N}\), \(\overrightarrow{F_{msn}}\) và \(\overrightarrow{F_{ht}}\) thì đúng hay sai? Tại sao?
Nêu một vài ứng dụng của chuyển động li tâm?
Ứng dụng: Lồng vắt quần áo của máy giặt. Khi lông của máy quay với tốc độ lớn, lực liên kết giữa nước và vải không đủ lớn để đóng vai trò lực hướng tâm. Nên khi đó nước tách ra khỏi vải bắn ra ngoài qua các lỗ lưới của lồng giặt.
Một vật có khối lượng m = 20g đặt ở mép một chiếc bàn quay. Hỏi phải quay bàn với tần số vòng lớn nhất là bao nhiêu để vật không bị văng ra khỏi bàn? Cho biết mặt bàn hình tròn, bán kính 1m. Lực ma sát nghỉ cực đại bằng 0,08N.
Một ô tô có khối lượng 1200 kg chuyển động đều qua một đoạn cầu vượt (coi là cung tròn) với tốc độ 36km/h. Hỏi áp lực của ô tô vào mặt đường tại điểm cao nhất (hình 14.7) bằng bao nhiêu? Biết bán kính cong của đoạn cầu vượt là 50m. Lấy g=10m/s2.
A. 11 760N
B. 11 950N
C. 14 400N
D. 9 600N
Một vệ tinh nhân tạo bay quanh Trái Đất ở độ cao h bằng bán kính R của Trái Đất. Cho R = 6 400km và lấy g = 10m/s2.
Hãy tính tốc độ và chu kì quay của vệ tinh.
Ta có: Fhd= Fht
\(\Rightarrow\)G=mM(R+h)2=mv2R+h
\(\Rightarrow\)G=mM(R+h)2=mv2R+h
\(\Rightarrow\)v=√mMR+h
\(\Rightarrow\)v=mMR+h khi h = R
⇒v=√GM2R
\(\Rightarrow\)v=GM2R (1)
Mặt khác do:
g=GMR2\(\Leftrightarrow\)gR2=G.MTĐg=GMR2\(\Leftrightarrow\)gR2=G.MTĐ (2)
Từ (1) và (2) ⇒v=√g.R22R=√gR2=√10.64.1052
\(\Rightarrow\)v=g.R22R=gR2=10.64.1052
\(\Rightarrow\)v=√32.106⇒v=32.106 = 5,656.103m/s
+ Chu kì \(T=\dfrac{2\pi}{\omega}\)
Mà v = ω (R + h)
\(\Rightarrow\)T=2πv(R+h)⇒T=2πv(R+h)
\(\Rightarrow\)T=2π(R+h)v=4\(\pi\)Rv
\(\Rightarrow\)T=2\(\pi\)(R+h)v=4\(\pi\)Rv
\(\Rightarrow\)T=4.3,14.6400.103/ 5,656.103
\(\Rightarrow\)T=4.3,14.6400.1035,656.103 = 14,212,16s
\(\Rightarrow\)T \(\approx\)14,212 (s)
Hãy giải thích các hiện tượng sau đây bằng chuyển động li tâm:
a) Cho rau đã rửa vào rổ rồi vẩy một lúc thì rao nước
b) Thùng giặt quần áo của máy giặt có nhiều lỗ thủng nhỏ ở xung quanh thành (Hình 14.8). ở công đoạn vắt nước, van xả nước mở ra và thùng quay nhanh làm quần áo ráo nước.
a) Khi vẩy rau, nước và rau chuyển động tròn (một cung tròn) . Nếu vẩy nhanh, lực liên kết giữa nước và rau nhỏ hơn lực hướng tâm cần thiết. Mặt khác rau thì được rổ giữ lại, do đó các giọt nước văng đi.
b) Khi thùng giặt quay nhanh, lực liên kết giữa nước và vài nhỏ hơn lực hướng tâm cần thiết, khi đó nước tách ra khỏi vải và văng ra ngoài qua lỗ lưới của thùng giặt.
Lực hướng tâm là lực (hay hợp của các lực) tác dụng vào một vật chuyển động tròn đều và gây ra cho vật gia tốc hướng tâm.
\(F_{ht}=ma_{ht}=\dfrac{mv^2}{r}=m\omega^2r\)