1. 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 = 600 so với phương thẳng đứng, lấy g = 9,8 m/s2.
2. 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 6 400 km và độ cao của vệ tinh so với mặt đất bằng 35 780 km.
1.
a) Trong một khoảng thời gian ngắn, coi như thời gian không đổi, ta có tốc độ tỉ lệ thuận với góc quay
=> Tốc độ quay càng lớn thì góc lệch của dây so với phương thẳng đứng cũng càng lớn
b)
Bán kính của vật là: r = l.sinα = 0,75.sin600 = 0,65 (m)
Ta có:
\(\begin{array}{l}{F_{ht}} = P.\tan \alpha \Rightarrow m.{a_{ht}} = m.g.\tan \alpha \\ \Leftrightarrow {a_{ht}} = g.\tan \alpha \Leftrightarrow {\omega ^2}.r = g.\tan \alpha \\ \Rightarrow \omega = \sqrt {\frac{{g.\tan \alpha }}{r}} = \sqrt {\frac{{9,8.\tan {{60}^0}}}{{0,65}}} \approx 5,11(rad/s)\end{array}\)
2.
Do Trái Đất quay một vòng xung quanh trục của nó mất 1 ngày nên chu kì của Trái Đất là T = 24 giờ = 24.86400 s
Khoảng cách từ vệ tinh đến tâm Trái Đất: r = 6400 + 35 780 = 42 180 km = 4218.104 m
Gia tốc hướng tâm của vệ tinh là:
\({a_{ht}} = {\omega ^2}.r = {\left( {\frac{{2\pi }}{T}} \right)^2}.r = {\left( {\frac{{2\pi }}{{24.86400}}} \right)^2}{.4218.10^4} \approx 3,{87.10^{ - 4}}(m/{s^2})\)
