Công thức lực hướng tâm là một kiến thức vô cùng quan trọng trong chương trình Vật lý lớp 10. Lực hướng tâm là lực (kết quả của các lực) tác dụng lên một vật. Vật chuyển động tròn đều, truyền cho vật một gia tốc hướng tâm. Bản chất thực sự của lực hướng tâm không phải là một lực mới mà là hợp lực của các lực tác dụng lên vật, giữ cho vật chuyển động tròn đều và làm cho vật sinh ra gia tốc hướng tâm. Cụ thể, chúng ta hãy xem dự báo 15 ngày.
Nêu khái niệm về công thức tính lực hướng tâm?
Công thức tính lực hướng tâm là gì?
Lực hướng tâm là hợp lực (hợp lực) tác dụng lên một vật chuyển động tròn đều làm vật có gia tốc hướng tâm.
Công thức tính đơn vị của lực hướng tâm
Cũng như các lực khác, đơn vị của lực hướng tâm là n
Đặc điểm của lực hướng tâm
- Bản chất thực sự của lực hướng tâm không phải là một lực mới mà là hợp lực của các lực tác dụng lên một vật, lực này giữ cho vật chuyển động tròn đều và sinh ra gia tốc hướng tâm. thứ đó.
- Hướng của lực hướng tâm hướng tâm quay và hướng bán kính quỹ đạo, điểm đặt trực tiếp lên vật.
- fht: lực hướng tâm (đơn vị n)
- m: khối lượng của vật (kg)
- aht: gia tốc hướng tâm tính bằng m/s²
- v: tốc độ dài của chuyển động tròn đều (đơn vị m/s)
- r: bán kính quỹ đạo tròn (m)
- w: Vận tốc góc của chuyển động tròn đều (tính bằng rad/s)
- Trong hệ quy chiếu gắn với Trái đất, trong đó Trái đất được coi là đứng yên, lực hấp dẫn làm cho vệ tinh không bị văng ra khỏi quỹ đạo tròn của nó quanh Trái đất, lực này có thể hiểu là lực hướng tâm tác dụng lên trọng lực .
- Khi buộc chặt một vật vào một đầu sợi dây và cho dây quay đều thì ta thấy vật quay quanh quỹ đạo, còn nếu buông tay thì vật bị ném khỏi quỹ đạo tròn chứng tỏ lực căng của sợi dây làm cho vật chuyển động tròn đều nên có thể suy ra lực căng dây đóng vai trò lực hướng tâm.
- Khi một vật được đặt trên bàn và bắt đầu quay với vận tốc không đổi với vận tốc vừa đủ, vật đó đứng yên do có ma sát tĩnh, điều này suy ra rằng lực ma sát tĩnh đóng vai trò là lực hướng tâm.
- Chu kỳ: t = 2π/ω
- Tần số: f=1/t=ω/2π
- Vận tốc góc: =v/r=2π/t=f/2π
- Lực hướng tâm: fht=m.aht
- Gia tốc hướng tâm: aht =v2r=r.ω2
- Mối quan hệ giữa vận tốc thẳng và vận tốc góc: v=rω
- Vận tốc của xe đạp cũng là độ dài của một điểm trên lốp xe: v = 36km/h = 10m/s
- Vận tốc góc: =vr=10/0,4=25rad/s
- Gia tốc hướng tâm tại một điểm nào đó của lốp xe là: aht=v2r=250m/s2
- Vẽ hình rồi tìm tất cả các lực tác dụng lên vật hình tròn.
- Lực hướng tâm là tổng của lực hướng tâm và lực hướng tâm.
- p − n = maht n = p − fht
- n − p = maht n = p + fht
- n − p = v ⇔ n = p + fht
Công thức lực hướng tâm
Công thức lực hướng tâm
fht = m.aht = m.v² /r = m.w².r
Ở đâu:
Một số ví dụ về lực hướng tâm
Lee>
Bài tập công thức lực hướng tâm và cách giải
Bài tập lực hướng tâm cấp 10
Dạng bài tập 1: Tính lực hướng tâm
Áp dụng công thức chuyển động tròn đều:
Ví dụ 1: Một người chạy xe đạp trên đường thẳng với vận tốc v = 36km/h. Giả sử lốp xe có bán kính 40 cm. Tính vận tốc góc bằng cách sử dụng gia tốc hướng tâm tại một điểm trên lốp xe.
Dạng bài tập 2: Tính áp suất của một vật tại điểm cao nhất lên mặt cầu
Bước 1: Xác định vectơ lực hướng tâm.
Bước 2: Viết biểu thức và tính độ lớn của lực hướng tâm theo m và aht
Bước 3: Xác định biểu thức lực và độ lớn để tìm ẩn số.
Lấy chủ đề tính áp suất vật thể tại điểm cao nhất của khối cầu:
Cầu vồng:
Cầu vồng đi xuống (cầu lõm):
Bài tập dạng 3: Tính độ biến dạng của lò xo khi vật chuyển động tròn quanh một điểm cố định
Công thức lực hướng tâm đóng vai trò là lực lò xo. Áp dụng công thức: fđh = fht hoặc fms = fht
Bài tập 1: Một vật khối lượng 100g được gắn vào đầu một lò xo có chiều dài tự nhiên l = 20 cm và k = 20 n/m. Cho hệ lò xo và vật quay với tốc độ không đổi v = 60 vòng/phút trên mặt phẳng nghiêng và không ma sát. Bỏ qua mọi ma sát và tính độ võng của lò xo.
Hướng dẫn:
Ta có vận tốc góc: ധ = 60×2π/60 = 2π rad/s
Lực đàn hồi là lực hướng tâm: fđh = fht
⇒ kΔl = m.ω2(l + Δl)
Vậy l = 6,3 .10-3 m
Bài tập 2: Hệ số ma sát nhỏ giữa đồng xu và mặt bàn là 0,3. Bàn quay quanh một trục cố định với vận tốc 33,3 vòng/phút. Hỏi khoảng cách lớn nhất giữa trục quay của bàn và đồng xu là bao nhiêu để vật đứng yên? Lấy g = 10 m/s2
Hướng dẫn:
Ta có vận tốc góc ധ = 33,3×2π/60 = 1,11π rad/s
Đối với vật đứng yên thì lực hướng tâm phải cân bằng với lực ma sát nên: fms = fht suy ra μmg = m.ω2.r
Vậy r = 0,86 m
Xem thêm: Công thức xoay – tổng hợp kiến thức đầy đủ nhất 2022
Qua bài viết hôm nay dự báo thời tiết 15 ngày tới hi vọng các bạn đã nắm được lực hướng tâm là gì? Còn công thức lực hướng tâm thì sao? Các bạn hãy luyện tập thật nhiều các bài tập này để đạt điểm cao khi học nhé!
