VI
Nhà khoa họcLớp 11–12⏱ 20 phút

Chuyển động tròn

Quay quả bóng buộc dây, quan sát mũi tên vận tốc và gia tốc, rồi cắt dây để xem bóng bay đi đâu.

Chuẩn: HS-PS2-1

1Tò mò

Một ô tô vào cua với tốc độ đều 50 km/h. Đồng hồ tốc độ không hề thay đổi, vậy mà các nhà vật lý nói ô tô đang có gia tốc. Và khi bạn quay quả bóng buộc dây rồi buông tay, nó bay theo hướng nào?

2Khám phá

Quay vòng

Hoạt động này cần màn hình lớn hơn

Hãy xoay ngang điện thoại, hoặc mở bài học trên máy tính bảng hay máy tính. Phần giải thích và câu hỏi bên dưới vẫn dùng được ở đây.

gia tốcvận tốca = v² / r= 4² / 1,5 = 10,7 m/s²F = m v² / r= 0,5 × 10,7 = 5,3 NT = 2πr / v= 2,36 sSillyChili
Thử xem
  • Quan sát hai mũi tên. Mũi tên nào dọc theo đường tròn? Mũi tên nào chỉ vào tâm?
  • Tăng tốc độ gấp đôi. Gia tốc tăng lên bao nhiêu lần?
  • Giảm bán kính với cùng tốc độ. Giữ dây dễ hơn hay khó hơn?
  • Bấm Cắt dây. Quả bóng bay thẳng ra ngoài, hay theo đường nét đứt?

3Giải thích

SillyChili
Bước 1 / 5

Đổi hướng là có gia tốc

Khi chuyển động tròn với tốc độ đều, mũi tên vận tốc giữ nguyên độ dài nhưng liên tục đổi hướng. Vận tốc thay đổi, dù chỉ đổi hướng, nghĩa là có gia tốc.

Chuyển động tròna=v2rF=mv2rT=2πrv\begin{aligned} a &= \frac{v^2}{r} \\ F &= \frac{m v^2}{r} \\ T &= \frac{2\pi r}{v} \end{aligned}

Khi chuyển động tròn đều, gia tốc hướng vào tâm. Phải có một lực thật, như lực căng, ma sát hay lực hấp dẫn, tạo ra gia tốc đó.

4Luyện tập

Câu 1 / 5

Một quả bóng chuyển động tròn với tốc độ không đổi. Nó có gia tốc không?

5Tóm tắt

  • Chuyển động tròn với tốc độ đều vẫn có gia tốc, vì hướng thay đổi.
  • Gia tốc hướng vào tâm: a = v² / r.
  • Cần một lực hướng vào trong F = m v² / r (lực căng, ma sát, lực hấp dẫn…).
  • Không có lực đó, vật đi tiếp theo đường thẳng dọc tiếp tuyến.