Một vật có khối lượng 50g chuyển động tròn đều với tần số 5 Hz trên quỹ đạo có bán kính 20cm.
a) Tính tốc độ góc của vật.
b) Tính gia tốc hướng tâm.
c) Tính độ lớn lực hấp dẫn.
Một vật có khối lượng 50g chuyển động tròn đều với tần số 5 Hz trên quỹ đạo có bán kính 20cm.
a) Tính tốc độ góc của vật.
b) Tính gia tốc hướng tâm.
c) Tính độ lớn lực hấp dẫn.
Đáp án:
$a$) $ω = 10π(rad/s)$
$b$) $a_{ht} = 197,4(m/s^2)$
$c$) $F_{hd} = 9,87(N)$
Giải thích các bước giải:
$a$) Chu kỳ :
$T=\dfrac{1}{f} =\dfrac{1}{5} = 0,2(s)$
Tốc độ góc :
$ω =\dfrac{2π}{T} =\dfrac{2π}{0, 2} = 10π(rad/s)$
$b$) Gia tốc hướng tâm
$a_{ht} =ω^2.r = (10π)^2.0, 2= 197,4(m/s^2)$
$c$)
Lực hướng tâm là :
$F_{ht} = m.a_{ht}= 0,05.197,4= 9,87(N)$
Trong lúc này :
Lực hướng tâm cũng đóng vai trò là lực hấp dẫn
$\to$ $F_{hd} = F_{ht} = 9,87(N)$
Đáp án:
$\begin{gathered}
a.100\pi \left( {rad/s} \right) \hfill \\
b.19739\left( {m/{s^2}} \right) \hfill \\
c.986,95N \hfill \\
\end{gathered} $
Giải thích các bước giải:
m = 50g = 0,05kg
f = 5Hz
R = 20cm = 0,2m
a. Tốc độ góc của vật
$\omega = 2\pi f = 100\pi \left( {rad/s} \right)$
b. Gia tốc hướng tâm
${a_{ht}} = {\omega ^2}R = {\left( {100\pi } \right)^2}.0,2 = 19739\left( {m/{s^2}} \right)$
c. Độ lớn lực hấp dẫn của vật chuyển động và vật tại tâm quỹ đạo ( lực hấp dẫn đóng vai trò lực hướng tâm)
${F_{hd}} = m{a_{ht}} = 0,05.19739 = 986,95N$