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 (hợp lực của các lực) tác động lên một vật chuyển động tròn đều, tạo 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 đã tác động vào vật, giữ cho vật chuyển động tròn đều và gây ra một gia tốc hướng tâm cho vật đó. Cụ thể như thế nào, các bạn hãy cùng Dự báo thời tiết 15 ngày tới tìm hiểu nhé. Show
Khái niệm công thức lực hướng tâm là gì?Lực hướng tâm công thức là gì? Lực hướng tâm là lực (hợp lực của các lực) tác động lên một vật chuyển động tròn đều, tạo cho vật một gia tốc hướng tâm. Đơn vị của công thức lực hướng tâmGiống như các lực khác, lực hướng tâm cũng có đơn vị là N Các đặc điểm của lực hướng tâm
Công thức lực hướng tâmCông thức tính lực hướng tâm Fht = m.aht = m.v² /r = m.w².r Trong đó:
Một số ví dụ về lực hướng tâm
Bài tập công thức lực hướng tâm có lời giảiBài tập lực hướng tâm lớp 10 Bài tập dạng 1: Tính lực hướng tâmÁp dụng công thức chuyển động tròn đều:
Ví dụ 1: Xe đạp của một VĐV chuyển động thẳng đều với vận tốc v = 36km / h. Giả sử bán kính của lốp xe là 40 cm. Hãy tính vận tốc góc với gia tốc hướng tâm ở một điểm ở trên lốp.
Bài tập dạng 2: Tính áp lực của một vật ở điểm cao nhất của vòng cầuBước 1: Xác định vectơ của lực hướng tâm.
Bước 2: Viết biểu thức và tính độ lớn của lực hướng tâm theo m và aht Bước 3: Đồng nhất biểu thức lực và biểu thức độ lớn tìm ẩn số. Với bài toán tính áp lực vật tại điểm cao nhất của vòng cầu thì: Cầu vồng lên:
Cầu vồng xuống (cầu lõm):
Bài tập dạng 3: Tính độ biến dạng lò xo khi vật chuyển động tròn xung quanh 1 điểm cố địnhCông thức tính lực hướng tâm đóng vai trò như là một lực đàn hồi. Áp dụng công thức: Fđh = Fht hoặc Fms = Fht Bài tập 1: Một vật có khối lượng là 100g gắn với đầu lò xo có chiều dài tự nhiên l = 20cm, k = 20 N/m. Cho hệ lò xo và vật quay đều trên một mặt phẳng nằm nghiêng và không ma sát v = 60 vòng/phút. Bỏ qua mọi ma sát và tính độ biến dạng của lò xo. Hướng dẫn làm bài: Ta có tốc độ góc: ധ = 60×2π/60 = 2π rad/s Lực đàn hồi đóng vai trò lực hướng tâm: Fđh = Fht ⇒ kΔl = m.ω2(l + Δl) Vậy Δl = 6.3 .10-3 m Bài tập 2: Hệ số ma sát nhỏ giữa đồng xu với mặt bàn là 0.3. Bàn được quay quanh một trục cố định với thời gian 33.3 vòng/phút. Khoảng cách cực đại giữa trục quay của bàn cùng với đồng xu là bao nhiêu để vật đứng yên? Lấy g = 10 m/s2 Hướng dẫn: Ta có tốc độ góc ധ = 33.3×2π/60 = 1.11π rad/s Để vật có thể 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 phép quay - tổng hợp kiến thức đầy đủ nhất 2022 Với bài viết hôm nay, Dự báo thời tiết 15 ngày tới hi vọng các bạn đã nắm được lực hướng tâm là gì? Công thức lực hướng tâm như thế nào? Hãy rèn luyện dạng bài tập này thật nhiều để đạt được những điểm số cao trong quá trình học tập nhé! |