Những kiến thức lý thuyết sẽ cung cấp cái nhìn chi tiết về cách các đại lượng liên quan đến chuyển động tròn đều tương tác và giúp hiểu rõ hơn về đặc điểm và tính chất của các loại chuyển động này. Dưới đây là bài viết về chủ đề: Lý thuyết và bài tập về Chuyển động tròn đều | Vật lý 10, mời bạn đọc theo dõi.
Mục lục bài viết
1. Lý thuyết về Chuyển động tròn đều | Vật lý 10:
Chuyển động tròn đều là một khía cạnh quan trọng trong lĩnh vực vật lý, đặc biệt là khi ta muốn hiểu sâu hơn về các đối tượng di chuyển theo quỹ đạo tròn. Dưới đây là một phần lý thuyết chi tiết về chuyển động tròn đều:
I. Chuyển động tròn đều:
– Chuyển động tròn:
Chuyển động tròn là loại chuyển động mà vật di chuyển theo quỹ đạo là một đường tròn.
– Chuyển động tròn đều:
Chuyển động tròn đều là một dạng cụ thể của chuyển động tròn, trong đó vật đi qua các cung tròn bằng nhau trong những khoảng thời gian đều nhau.
II. Vận tốc và tốc độ góc:
– Vận tốc (vận tốc dài):
Tốc độ dài: được đo bằng độ dài của cung tròn mà vật đi qua trong một khoảng thời gian ngắn.
Trong chuyển động tròn đều, tốc độ dài của vật là không đổi.
Vecto vận tốc: có hướng tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo. 
Trong chuyển động tròn đều, vecto vận tốc có phương luôn thay đổi.
– Tốc độ góc (ω):
Tốc độ góc là đại lượng đo bằng góc mà bán kính nối từ tâm đến vật quét được trong một đơn vị thời gian. 
trong chuyển động tròn đều, tốc độ góc là không đổi.
– Chu kỳ (t)
Chu kỳ là thời gian để vật đi qua một vòng. t=2π/ωđ ơn vị của chu kỳ là giây (s).
– Tần số (f):
Tần số là số vòng mà vật đi qua trong một giây. f= 1/T
Đơn vị của tần số là vòng/giây (hz).
– Công thức liên hệ giữa vận tốc dài và vận tốc góc: v=ω⋅r trong đó, r là bán kính quỹ đạo.
III. Gia tốc hướng tâm trong chuyển động tròn đều
Gia tốc hướng tâm là một khái niệm quan trọng trong lĩnh vực vật lý, đặc biệt là khi ta nghiên cứu về chuyển động tròn đều. Dưới đây là một phần lý thuyết chi tiết về gia tốc hướng tâm và mối liên quan của nó với chuyển động tròn đều:
– Gia tốc hướng tâm:
+ Chuyển động tròn đều và gia tốc:
Chuyển động tròn đều là chuyển động mà vật di chuyển theo quỹ đạo là một đường tròn.
Gia tốc trong chuyển động tròn đều luôn hướng vào tâm của quỹ đạo, được gọi là gia tốc hướng tâm.
+ Công thức gia tốc hướng tâm (
):
Trong đó:
aht là gia tốc hướng tâm.
v là tốc độ dài của vật.
r là bán kính quỹ đạo.
ω là tốc độ góc của chuyển động tròn đều.
– Giải thích công thức gia tốc hướng tâm:
+ 
:
là công thức tính gia tốc hướng tâm dựa trên tốc độ dài và bán kính quỹ đạo. Gia tốc hướng tâm tỉ lệ nghịch với bán kính – khi bán kính tăng, gia tốc hướng tâm giảm, và ngược lại.
+ 
:
là cách tính gia tốc hướng tâm sử dụng tốc độ góc (ω). Bằng cách này, ta có thể áp dụng kiến thức về tốc độ góc để tính toán gia tốc hướng tâm.
– Ý nghĩa và ứng dụng:
Gia tốc hướng tâm là quan trọng để hiểu biểu hiện của các vật thể trong chuyển động tròn đều. Nó giúp chúng ta mô tả sự thay đổi của tốc độ dài và hướng của vật theo thời gian trong quá trình di chuyển. Ở cấp độ ứng dụng, kiến thức về gia tốc hướng tâm có thể được sử dụng trong các lĩnh vực như kỹ thuật, thiết kế xe hơi, và nhiều ứng dụng khác nơi chuyển động tròn đều đóng một vai trò quan trọng.
Những kiến thức lý thuyết trên cung cấp cái nhìn chi tiết về cách các đại lượng liên quan đến chuyển động tròn đều tương tác và giúp hiểu rõ hơn về đặc điểm và tính chất của các loại chuyển động này. Điều này làm cho lĩnh vực này trở nên thú vị và quan trọng trong nghiên cứu vật lý và ứng dụng của nó trong thế giới thực.
2. Bài tập về Chuyển động tròn đều | Vật lý 10:
Câu 1. Điền vào ô trống các đại lượng chưa biết trong bảng dưới đây?
STT | Góc ở tâm | Cung tròn bị chắn | Bán kính vòng tròn |
| (a) | …… (rad) | 0,25 (m) | 0,10 (m) |
| (b) | 0,75 (rad) | …… (m) | 8,50 (m) |
| (c) | ……. (độ) | 4,20 (m) | 0,75 (m) |
| (d) | 135o | 2,60 (m) | …… (m) |
Câu 2. Vành ngoài của một bánh xe ô tô có bán kính là 25 (cm). Tính tốc độ góc và gia tốc hướng tâm của một điểm trên vành ngoài của bánh xe khi ô tô đang chạy với tốc độ dài 36 (km/h)?
ĐS: ω = 40 (rad/s); a = 400 (m/s2).
Câu 3. Một bánh xe có đường kính 100 9cm) lăn đều với vận tốc 36 (km/h). Tính gia tốc hướng tâm của một điểm trên vành bánh xe và một điểm cách vành bánh xe 1/5 bán kính bánh xe?
ĐS: a1 = 200 (m/s2) – a2 = 250 (m/s2).
Câu 4. Một đĩa tròn có bán kính 40 (cm), quay đều mỗi vòng trong 0,8 (s). Tính tốc độ dài và tốc độ góc, gia tốc hướng tâm của một điểm A nằm trên vành đĩa?
ĐS: v = p (m/s); ω = p/0,4 (rad/s); aht = p2/0,4 (m/s2).
Câu 5. Một đồng hồ có kim giờ dài 3 (cm), kim phút dài 4 (cm). Tính tốc độ dài và tốc độ góc của điểm ở đầu hai kim và so sánh tốc độ góc của hai kim và tốc độ dài của hai đầu kim?
ĐS: 1/12; 1/16.
Câu 6. So sánh vận tốc góc, vận tốc dài và gia tốc hướng tâm của một điểm A nằm ở vành ngoài và một điểm B nằm ở chính giữa bán kính của một đĩa tròn quay đều quanh trục đi qua tâm đĩa?
ĐS: ωA/ωB = 1; vA/vB = 2; aA/aB = 2.
Câu 7. Một bánh xe bán kính 60 (cm) quay đều vòng trong thời gian 2 (s). Tìm chu kì, tần số, tốc độ góc, tốc độ dài và gia tốc hướng tâm của nó?
ĐS: 0.02 (s); 50 (Hz); 3,14 (rad/s); 188,4 (m/s); 59157,6 (m/s2).
Câu 8. Một điểm A nằm trên vành bánh xe chuyển động với vận tốc 50 (cm/s), còn điểm B nằm cùng bán kính với điểm A chuyển động với vận tốc 10 (cm/s). Cho AB = 20 (cm). Hãy xác định vận tốc góc và bán kính của xe?
ĐS: ω = 2 (rad/s), R = 0,25 (m).
Câu 9. Mặt Trăng quay một vòng Trái Đất hết 27 ngày – đêm. Tính tốc độ góc của Mặt Trăng quay quanh Trái Đất?
ĐS: 
Câu 10. Một vệ tinh nhân tạo ở độ cao 
bay quanh Trái Đất theo một quỹ đạo tròn. Chu kì của vệ tinh là 88 phút. Tính tốc độ góc và gia tốc hướng tâm của vệ tinh? Cho bán kính Trái Đất là 
.
ĐS: 
và gia tốc hướng tâm 
Câu 11. Một vệ tinh nhân tạo của Trái Đất chuyển động theo quỹ đạo tròn cách mặt đất 
. Thời gian đi hết một vòng là [98] phút. Cho bán kính Trái Đất là 6400km. Tính vận tốc dài và gia tốc hướng tâm của vệ tinh?
ĐS: 
và 
.
Câu 12. Tính gia tốc của Mặt Trăng chuyển động xung quanh Trái Đất. Biết khoảng cách giữa Trái Đất và Mặt Trăng là 
và chu kì là 27,32 ngày đêm.
ĐS:
.
Câu 13. Cho các dữ kiện sau 
● Bán kính trung bình của Trái Đất là 
.
● Khoảng cách giữa Trái Đất và Mặt Trăng là 
.
● Thời gian Trái Đất tự quay quanh một vòng của nó là 24 giờ.
● Thời gian Mặt Trăng quay một vòng quanh Trái Đất là .
Hãy tính:
a. Gia tốc hướng tâm ở một điểm ở xích đạo?
b. Gia tốc hướng tâm của Mặt Trăng trong chuyển động quanh Trái Đất?
ĐS: 
3. Luyện tập về Chuyển động tròn đều:
Câu 1:Một tàu vũ trụ chuyển động tròn đều quanh Trái Đất mỗi vòng hết 90 phút. Con tàu bay ở độ cao h = 320 km cách mặt đất. Bán kính Trái Đất là 6380 km. Tính tốc độ dài, tốc độ góc, gia tốc hướng tâm của con tàu này.
Câu 2:Một chất điểm chuyển động tròn đều trên vòng tròn có đường kính 0,5 m. tìm tốc độ góc, tốc độ dài, chu kì, tần số của chất điểm khi gia tốc hướng tâm của nó có độ lớn bằng 4 m/s2.
Câu 3:Khi đĩa quay đều, một điểm trên vành đĩa chuyển động với vận tốc 3m/s, một điểm nằm gần trục quay hơn một đoạn 10 cm có vận tốc 2m/s. Chu kì quay của đĩa là bao nhiêu?
Câu 4:Tính tốc độ dài của một điểm nằm trên vĩ tuyến 600. Khi Trái Đất quay quanh trục của nó. Cho bán kính Trái Đất R = 6400km.
Câu 5:Vệ tinh nhân tạo của Trái Đất ở độ cao 300 m bay với vận tốc 7 km/s. Coi về tinh chuyển động tròn đều và bán kính Trái Đất bằng 6400km. Tính chu kì, tần số, tốc độ góc của về tinh.
Câu 6:Một điểm A nằm trên vành bánh xe chuyển động với vận tốc 50 cm/s, còn điểm B nằm trên cùng bán kính với điểm A chuyển động với vận tốc 10 cm/s. Cho AB = 20cm. Tốc đô góc của bánh xe là bao nhiêu?
Câu 7:Một bánh xe có đường kính 100 cm lăn đều với vận tốc 36km/h. Gia tốc hướng tâm của một điểm cách vành bánh xe 15 bán kính bánh xe là bao nhiêu?
