Trong chương trình vật lý 10, chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay quanh trục cố định của vật rắn là những nội dung quan trọng của trong phần chuyển động cơ học. Team Marathon Education đã tổng hợp những kiến thức và bài tập về nội dung này và chia sẻ đến các em trong bài viết dưới đây. Các em hãy cùng theo dõi nhé!
>>> Xem thêm:
Chuyển động tịnh tiến của một vật rắn là chuyển động trong đó đường thẳng nối hai điểm bất kì của vật luôn song song với chính nó.
Ví dụ về chuyển động tịnh tiến của vật rắn:
Trong chuyển động tịnh tiến, mọi điểm của vật đều chuyển động như nhau với cùng một gia tốc. Gia tốc của chuyển động tịnh tiến được xác định bằng định luật II Newton như sau:
\begin{aligned}
&\vec{a}=\frac{\vec{F}}{m} \ \ \ \ \text{hay} \ \ \ \ \vec{F}=m.\vec{a}\\
&\footnotesize \text{Trong đó:}\\
&\footnotesize \bull \vec{a}\ \text{là gia tốc của vật (}m/s^2).\\
&\footnotesize \bull \vec{F}\ \text{là hợp lực của các lực tác dụng vào vật (N).}\\
&\footnotesize \bull \text{m là khối lượng của vật (kg).}
\end{aligned}
Các em cần ghi nhớ 3 đặc điểm chính của tốc độ góc và chuyển động quay dưới đây:
Bài tập 1: Thế nào là chuyển động tịnh tiến? Cho một ví dụ về chuyển động tịnh tiến thẳng và một ví dụ về chuyển động tịnh tiến cong.
Lời giải:
Chuyển động tịnh tiến của một vật rắn nào đó là chuyển động trong đó đường thẳng nối hai điểm bất kì của vật rắn luôn luôn song song với chính nó.
Ví dụ về chuyển động tịnh tiến thẳng: Chuyển động của toa tàu trên đoạn đường ray thẳng.
Ví dụ về chuyển động tịnh tiến cong: Chuyển động của cạnh thẳng đứng của cánh cửa đang quay.
Bài tập 2: Vật nào sau đây chuyển động tịnh tiến?
a. Chuyển động của bánh xe của ô tô trên đường thẳng
b. Chuyển động của trục của bánh xe ô tô trên đường thẳng
c. Chuyển động của pit – tông trong xilanh của động cơ ô tô khi chạy trên đường vòng
d. Chuyển động của kim đồng hồ
Lời giải: B là đáp án đúng Trong chuyển động tịnh tiến, mọi điểm của vật rắn có quỹ đạo giống hệt nhau và có thể chồng khít lên nhau được. Xét chuyển động của trục bánh xe ô-tô đang trên đường thẳng, ta thấy quỹ đạo của mọi điểm của trục bánh xe đều là những đường thẳng song song với mặt đường. Từ đó, ta có thể kết luận chuyển động của trục bánh xe ô-tô đang trên đường thẳng là chuyển động tịnh tiến.
Bài tập 3: Định luật II Niu-tơn có thể áp dụng cho chuyển động tịnh tiến được không? Vì sao?
Lời giải:
Định luật II Niu-tơn có thể áp dụng cho chuyển động tịnh tiến vì trong chuyển động tịnh tiến tất cả các điểm của vật đều chuyển động như nhau và có cùng một gia tốc.
Bài tập 4: Một vật có khối lượng m = 40 kg bắt đầu trượt trên sàn nhà dưới tác dụng của một lực nằm ngang F = 200 N. Hệ số ma sát trượt giữa vật và sàn là µt = 0,25.
a. Tính gia tốc của vật
b. Tính vận tốc của vật ở cuối giây thứ ba
c. Tính đoạn đường mà vật đi được trong ba giây đầu. Lấy g = 10 m/s2
Lời giải:
\begin{aligned}
& \small \text{a. Gia tốc của vật}
\\
& \small \text{Ta biểu diễn các lực tác dụng lên vật trên hệ tọa độ Oxy như hình vẽ.}
\\
& \small \text{Theo định luật II Niu-tơn ta có: } m\vec{a} = \vec{F} + \vec{F_{ms}} + \vec{P} + \vec{N} \ (*)
\\
& \small \text{Chiếu phương trình (*) lên trục Oy ta có: } N - P = 0
\\
& \small \text{Chiếu phương trình (*) lên trục Ox ta có: } ma = F - F_{ms} = F - N\mu_t
\\
& \small \iff a = \frac{F - mg\mu_t}{m} = \frac{200 - 40.10.0,25}{40} = 0,25 \ m/s
\\
& \small \text{b. Vận tốc của vật ở giây thứ ba}
\\
& \small v = v_0 + at = 0 + 2,5.3 = 7,5 \ m/s
\\
& \small \text{c. Đoạn đường vật đi được trong ba giây đầu}
\\
& \small s = v_0t + \frac{1}{2}at^2 = 0 + \frac{1}{2}.0,25.3^2 = 11,25 m
\end{aligned}Bài tập 5: Một vật có khối lượng m = 4,0 kg chuyển động trên mặt sàn nằm ngang dưới tác dụng của một lực F hợp với hướng chuyển động một góc α = 30o. Hệ số ma sát trượt giữa vật và sàn là μt = 0,30. Lấy g = 10 m/s2. Tính độ lớn của lực để:
a. Vật chuyển động với gia tốc bằng 1,25 m/s2
b. Vật chuyển động thẳng đều
Lời giải:
\begin{aligned}
& \small \text{Ta biểu diễn các lực tác dụng lên vật trên hệ tọa độ Oxy như hình vẽ.}
\\
& \small \text{Theo định luật II Niu-tơn ta có: } m\vec{a} = \vec{F_k} + \vec{F_{ms}} + \vec{P} + \vec{N} \ (*)
\\
& \small \text{Chiếu phương trình (*) lên trục Oy ta có: } N = P - F.sinα = mg - F.sinα \ (1)
\\
& \small \text{Chiếu phương trình (*) lên trục Ox ta có: } ma = F.cosα - F_{ms} = F.cosα - \mu_t(mg - F.cosα) \ (2)
\\
& \small (1) \ \& \ (2) \implies F = \frac{m(a+\mu_tg)}{cosα + \mu_tsinα}
\\
& \small \text{a. Độ lớn của lực để vật chuyển động với gia tốc bằng } 1,25 \ m/s^2 \text{: }
\\
& \small F = \frac{4(1,25+0,3.10)}{cos30^o + 0,3sin30^o} \approx 17 \ N
\\
& \small \text{b. Độ lớn của lực để vật chuyển động thẳng đều (a = 0): }
\\
& \small F = \frac{4(0+0,3.10)}{cos30^o + 0,3sin30^o} \approx 12 \ N
\end{aligned}Marathon Education là nền tảng học livestream trực tuyến Toán - Lý - Hóa - Văn - Anh - Sinh uy tín và chất lượng hàng đầu Việt Nam dành cho học sinh từ lớp 8 đến lớp 12. Với nội dung chương trình giảng dạy bám sát chương trình của Bộ Giáo dục và Đào tạo, Marathon Education sẽ giúp các em lấy lại căn bản, bứt phá điểm số và nâng cao thành tích học tập.
Tại Marathon, các em sẽ được giảng dạy bởi các thầy cô thuộc TOP 1% giáo viên dạy giỏi toàn quốc. Các thầy cô đều có học vị từ Thạc Sĩ trở lên với hơn 10 năm kinh nghiệm giảng dạy và có nhiều thành tích xuất sắc trong giáo dục. Bằng phương pháp dạy sáng tạo, gần gũi, các thầy cô sẽ giúp các em tiếp thu kiến thức một cách nhanh chóng và dễ dàng.
Marathon Education còn có đội ngũ cố vấn học tập chuyên môn luôn theo sát quá trình học tập của các em, hỗ trợ các em giải đáp mọi thắc mắc trong quá trình học tập và cá nhân hóa lộ trình học tập của mình.
Với ứng dụng tích hợp thông tin dữ liệu cùng nền tảng công nghệ, mỗi lớp học của Marathon Education luôn đảm bảo đường truyền ổn định chống giật/lag tối đa với chất lượng hình ảnh và âm thanh tốt nhất.
Nhờ nền tảng học livestream trực tuyến mô phỏng lớp học offline, các em có thể tương tác trực tiếp với giáo viên dễ dàng như khi học tại trường.
Khi trở thành học viên tại Marathon Education, các em còn nhận được các sổ tay Toán – Lý – Hóa “siêu xịn” tổng hợp toàn bộ công thức và nội dung môn học được biên soạn chi tiết, kỹ lưỡng và chỉn chu giúp các em học tập và ghi nhớ kiến thức dễ dàng hơn.
Marathon Education cam kết đầu ra 8+ hoặc ít nhất tăng 3 điểm cho học viên. Nếu không đạt điểm số như cam kết, Marathon sẽ hoàn trả các em 100% học phí. Các em hãy nhanh tay đăng ký học livestream trực tuyến Toán – Lý – Hóa – Văn lớp 8 – lớp 12 năm học 2022 – 2023 tại Marathon Education ngay hôm nay để được hưởng mức học phí siêu ưu đãi lên đến 39% giảm từ 699K chỉ còn 399K.
Team Marathon Education đã tóm tắt nội dung về chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay quanh trục cố định của vật rắn. Hy vọng những kiến thức này giúp các em học tập tốt hơn môn Vật Lý lớp 10. Các em có thể tìm hiểu thêm nhiều kiến thức bổ ích về Toán – Lý – Hóa – Văn tại website Marathon Education. Chúc em học tập thật tốt!
CÓ THỂ BẠN QUAN TÂM
