5 ví dụ về câu hỏi về vận tốc góc và vận tốc tiếp tuyến
1. Một quả bóng được buộc vào một sợi dây dài 2 mét rồi được quay trong một vòng tròn nằm ngang cho đến khi quả bóng chuyển động với vận tốc góc không đổi là 10 radian/giây. Xác định độ lớn của vận tốc tiếp tuyến của một điểm nằm ở vị trí (a) cách trục quay 0,5 mét (b) cách trục quay 1 mét (c) trên mép bánh xe.
Cuộc thảo luận
Người ta biết rằng :
Chiều dài dây thừng = bán kính đường tròn (r) = 2 mét
Vận tốc góc = 10 radian/giây
Yêu cầu Vận tốc tiếp tuyến của một điểm tại (a) r = 0,5 mét (b) r = 1 mét (c) r = 2 mét
Jawab :
Công thức biểu thị mối quan hệ giữa vận tốc tiếp tuyến và vận tốc góc:
(A) Vận tốc tiếp tuyến (v) của một điểm tại r = 0,5 mét
v = (0,5 mét)(10 rad/s) = 5 mét/giây
(B) Vận tốc tiếp tuyến (v) của một điểm tại r = 1 mét
v = (1 mét)(10 rad/s) = 10 mét/giây
(c) Vận tốc tiếp tuyến (v) của một điểm tại r = 2 mét
v = (2 mét)(10 rad/s) = 20 mét/giây
2. Tần số quay của một cánh quạt có đường kính 20 cm là 5000 vòng/phút. Xác định vận tốc tiếp tuyến của một điểm nằm ở vị trí (a) cách trục 5 cm (b) cách trục 10 cm hoặc trên mép cánh quạt.
Cuộc thảo luận
3. Một điểm trên vành bánh xe có bán kính 30 cm chuyển động tròn với tốc độ 10 mét/giây. Vận tốc góc của bánh xe là bao nhiêu?
Cuộc thảo luận
Người ta biết rằng :
Bán kính (r) = 30 cm = 0,3 mét
Vận tốc tiếp tuyến (v) = 10 mét/giây
Yêu cầu Vận tốc góc là bao nhiêu?
Jawab :
4. Một chiếc xe di chuyển 10 mét mỗi giây. Nếu đường kính bánh xe là 50 cm, hãy xác định vận tốc góc của bánh xe!
Cuộc thảo luận
Người ta biết rằng :
Bán kính bánh xe (r) = 0,25 mét
Tốc độ mép bánh xe (v) = 10 mét/giây
Yêu cầu Vận tốc góc của bánh xe!
Jawab :
5. Nếu tốc độ góc của một bánh xe có bán kính 20 cm là 120 vòng/phút, thì xe sẽ đi được quãng đường bao nhiêu khi nó chuyển động trong 10 giây?
Cuộc thảo luận
Người ta biết rằng :
Bán kính bánh xe (r) = 20 cm = 0,2 mét
Vận tốc góc của bánh xe = 120 vòng/60 giây = 2 vòng/giây = (2)(6,28) radian/giây = 12,56 radian/giây
Yêu cầu Quãng đường xe đi được trong 10 giây.
Jawab :
Tốc độ vành bánh xe:
Vận tốc tại mép bánh xe là 2,5 mét/giây, có nghĩa là một điểm trên mép bánh xe di chuyển 2,5 mét mỗi giây. Sau 10 giây, điểm trên mép bánh xe đã di chuyển được 25 mét.
Như vậy, quãng đường xe đi được trong 10 giây là 25 mét.
