Bài 1 trang 82 sgk vật lí 10. Phát biểu và viết công thức của lực hướng tâm? Hướng dẫn: 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. $${F_{ht}} = m{a_{ht}} = {{m{v^2}} \over r} = m{\omega ^2}r$$ Bài 2 trang 82 sgk vật lí 10. a) Lực hướng tâm có phải là một loại lực mới như lực hấp dẫn hay không? b) Nếu nói (trong ví dụ b sgk) vật chịu 4 lực \(\overrightarrow P ,\overrightarrow N ,{\overrightarrow F _{m{\rm{s}}n}}\) và \({F_{ht}}\) thì đúng hay sai? Tại sao? Hướng dẫn: a) Lực hướng tâm không phải là một loại lực mới như lực hấp dẫn, lực hướng tâm có thể là một lực hoặc hợp lực của các lực chúng ta đã học b) Nếu nói (trong ví dụ b sgk) vật chịu 4 lực \(\overrightarrow P ,\overrightarrow N ,{\overrightarrow F _{m{\rm{s}}n}}\) và \({F_{ht}}\) là sai. Vì trong trường hợp này vật chỉ chịu tác dụng của 3 lực \(\overrightarrow P ,\overrightarrow N ,{\overrightarrow F _{m{\rm{s}}n}}\). Lực ma sát chỉ đóng vai trò là lực hướng tâm. Bài 3 trang 82 sgk vật lí 10. Nêu một vài ứng dụng của chuyển động li tâm? Hướng dẫn: Máy vắt li tâm, tách ADN trong sinh học, máy giặt, ... Bài 4 trang 82 sgk vật lí 10. 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. Hướng dẫn: Để vật không bị văng ra khỏi bàn, ta có: Fmsn(max) = Fht = = mω2r Fmsn(max) = m.R (2π nmax)2 = mR4π2\(n_{max}^{2}\) => nmax = \(\frac{1}{2\pi }\sqrt{\frac{F_{msn(max})}{mR}}\) => nmax = \(\frac{1}{6,28}\sqrt{\frac{0,08}{20.10^{-3}.1}}\) = \(\frac{2}{6,28}\) => nmax = 0,318 vòng/s Bài 5 trang 83 sgk vật lí 10. 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 \(g = 10m/s^2\). A. \(11 760N\) B. \(11 950N\) C. \(14 400N\) D. \(9 600N\) Hướng dẫn: Khi chuyển động đến điểm cao nhất, các lực tác dụng lên xe được biểu diễn như hình vẽ: Phương trình định luật II Niu- tơn cho: \(\vec{P}+\vec{N}= \vec{F_{ht}}\) (1) Chọn chiều dương hướng vào tâm, chiếu phương trình (1) lên phương bán kính ta được \(P - N = F_{ht} = \frac{mV^{2}}{R}\) \(\Rightarrow N = P - \frac{mV^{2}}{R}= mg - \frac{mV^{2}}{R}\) \(N = 1200 . 10 - \frac{1200.10^{2}}{50}\) (\(v = 36km/h = 10m/s\)) \(N = 9 600N\) ( \(N = Q\) là áp lực lên cầu) Bài 6 trang 83 sgk vật lí 10. 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. Hướng dẫn: Ta có: Fhd= Fht \( \Rightarrow G = {{mM} \over {{{(R + h)}^2}}} = {{m{v^2}} \over {R + h}}\) \(\Rightarrow v = \sqrt {{{mM} \over {R + h}}}\) khi h = R \( \Rightarrow v = \sqrt {{{GM} \over {2R}}}\) (1) Mặt khác do: \(g = {{GM} \over {{R^2}}} \Leftrightarrow g{R^2} = G.{M_{TĐ}}\)(2) Từ (1) và (2) \(\Rightarrow v = \sqrt {{{g.{R^2}} \over {2R}}} = \sqrt {{{gR} \over 2}} = \sqrt {{{{{10.64.10}^5}} \over 2}} \) \(\Rightarrow v = \sqrt {{{32.10}^6}}\) = 5,656.103m/s + Chu kì \(T = {{2\pi } \over \omega }\) Mà v = ω (R + h) \(\Rightarrow T = {{2\pi } \over {{v \over {(R + h)}}}}\) \(\Rightarrow T = {{2\pi (R + h)} \over v} = {{4\pi R} \over v}\) \( \Rightarrow T = {{4.3,{{14.6400.10}^3}} \over {5,{{656.10}^3}}}\) = 14,212,16s => T ≈14,212 (s) Bài 7 trang 83 sgk vật lí 10. 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. Hướng dẫn: a) Lực liên kết giữa giọt nước và rau có giá trị cực đại nhất định. Khi ta vẩy nhanh, lực liên kết này nhỏ hơn lực hướng tâm cần thiết nên không giữ được các giọt nước chuyển động tròn theo rau. Cho nên các giọt nước văng qua lỗ của rổ ra ngoài b) Tương tự trên lực liên kết giữa giọt nước và quần áo này nhỏ hơn lực hướng tâm cần thiết nên không giữ được các giọt nước chuyển động tròn theo áo quần nên các giọt nước văng ra theo các lỗ nhỏ ở thành xung quanh ra ngoài làm cho quần áo ráo nước.
