Bài 14. Lực hướng tâm

KIỂM TRA BÀI CŨ.
+ Phát biểu và viết biểu thức của định luật Saclơ với nhiệt độ Cenxiut.
+Lấy một ví dụ chứng tỏ rằng khi nhiệt độ của một lượng khí tăng thì áp suất của nó tăng.
1
2
+ Nhiệt giai tuyệt đối là gì? Viết biểu thức liên hệ giữa nhiệt độ tuyệt đối và nhiệt độ Cenxiut.
+ Phát biểu và viết biểu thức của định luật Saclơ với nhiệt độ tuyệt đối.
TL1
TL2
+ Khi thể tích không đổi, áp suất của một khối lượng khí xác định biến thiên theo hàm bậc nhất đối với nhiệt độ. Pt = P0 ( 1 + ?t )
+ Ví dụ: Khi để xe đạp ngoài nắng ruột xe đạp bơm căng dễ bị nổ chứng tỏ áp suất tăng lên khi nhiệt độ tăng.
QUAN SÁT HIỆN TƯỢNG
Mặt Trời
Mặt Trang
Trái Dất
Chuyển động của Mặt Trăng quanh Trái Đất và của Trái Đất quanh Mặt Trời
Lực nào giữ cho Măt Trăng chuyển động gần như tròn đều quanh Trái Đất ? Lực nào giữ cho Trái Đất chuyển động gần như tròn đều quanh Mặt Trời ?
Vệ tinh nhân tạo chuyển động tròn đều quanh trái đất
R
h
R
h
Lực nào giử cho vệ tinh nhân tạo chuyển động tròn đều quanh trái đất ?
R
h
Lực nào giữ cho các điểm trên đu quay cđ tròn ?
KIỂM TRA BÀI CŨ
Câu hỏi 1 : Chuyển động tròn đều là gì ?
Trả lời : Chuyển động tròn đều là chuyển động có quỹ đạo tròn và có tốc độ trung bình trên mọi cung tròn là như nhau.
Câu hỏi 2 : Vectơ vận tốc của vật chuyển động tròn đều có những đặc điểm gì ?
Trả lời : Vectơ vận tốc của vật chuyển động tròn đều có :
+ gốc : đặt ở vật
+ phương : tiếp tuyến với đường tròn
+ chiều : chiều chuyển động
+ độ dài : biểu diễn cho giá trị Δs/Δt theo một tỉ lệ xích nhất định. Độ dài này không đổi.
KIỂM TRA BÀI CŨ
Câu hỏi 3 : Tại sao chuyển động tròn đều luôn có gia tố c ?
Trả lời : Trong chuyển động tròn đều, vectơ vận tốc có độ dài không đổi nhưng có phương thay đổi. Đó là vectơ biến thiên. Chuyển động mà vectơ vận tốc biến thiên thì có gia tốc.
KIỂM TRA BÀI CŨ
Câu hỏi 4 : Vectơ gia tốc của vật chuyển động tròn đều có những đặc điểm nào ?
Trả lời : Vectơ gia tốc của vật chuyển động tròn đều có :
+ gốc : đặt ở vật
+ phương : bán kính của đường tròn (vuông góc với phương của vectơ vận tốc)
+ chiều : hướng vào tâm (gia tốc hướng tâm)
+ độ dài : không đổi và tính bằng công thức
KIỂM TRA BÀI CŨ
Câu hỏi 5 : Phát biểu và viết hệ thức của định luật II Newton.
Trả lời : Gia tốc của một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật. Độ lớn của gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật.
Hệ thức :
hay
ĐỘ LỚN : F = m a
BÀI MỚI
Tại sao vệ tinh nhân tạo bay được vòng quanh Trái Đất ?
Vệ tinh nhân tạo chuyển động tròn đều quanh trái đất
R
h
Tại sao đường ô tô ở những đoạn cong thường phải làm nghiêng ?
BÀI MỚI
Các em quan sát thí nghiệm sau đây về một vật nhỏ buộc chặt vào sợi dây và được quay nhanh cho chuyển động.
Nếu dây bị tuột thì vật văng đi. Vậy nhờ đâu mà vật có thể chuyển động tròn đều ?
=> Nhờ có lực của sợi dây tác dụng lên vật mà vật có thể chuyển động tròn đều.
Hãy chỉ ra điểm đặt, phương và chiều của lực mà sợi dây tác dụng lên vật ?
=> + Điểm đặt : đặt lên vật
+ Phương : phương của sợi dây (phương của bán kính quỹ đạo tròn của vật)
+ Chiều : hướng vào tâm quỹ đạo tròn của vật
BÀI MỚI
LỰC HƯỚNG TÂM
BÀI 14
I. LỰC HƯỚNG TÂM
1. Định nghĩa
Lực (hay hợp lực của các lực) tác dụng vào một vật chuyển động tròn đều và gây ra cho vật gia tốc hướng tâm gọi là lực hướng tâm.
Em hãy vận dụng định luật II Newton để tìm công thức lực hướng tâm ?
2. Công thức
Dạng độ lớn :
Dạng vectơ :
LỰC HƯỚNG TÂM
BÀI 14
I. LỰC HƯỚNG TÂM
1. Định nghĩa
2. Công thức
3. Ví dụ
Trong trường hợp vệ tinh nhân tạo chuyển động tròn đều quanh Trái Đất thì lực nào đóng vai trò là lực hướng tâm ?
Lực hấp dẫn
Lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vệ tinh nhân tạo đóng vai trò lực hướng tâm. Lực này gây ra cho vệ tinh gia tốc hướng tâm, giữ cho nó chuyển động tròn đều quanh Trái Đất.
Ví dụ 1 :
h
0
LỰC HƯỚNG TÂM
BÀI 14
I. LỰC HƯỚNG TÂM
1. Định nghĩa
2. Công thức
3. Ví dụ
Trong trường hợp vệ tinh nhân tạo chuyển động tròn đều quanh Trái Đất thì lực nào đóng vai trò là lực hướng tâm ?
Lực hấp dẫn
Lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vệ tinh nhân tạo đóng vai trò lực hướng tâm. Lực này gây ra cho vệ tinh gia tốc hướng tâm, giữ cho nó chuyển động tròn đều quanh Trái Đất.
Ví dụ 1 :
LỰC HƯỚNG TÂM
BÀI 14
I. LỰC HƯỚNG TÂM
1. Định nghĩa
2. Công thức
3. Ví dụ
Trong trường hợp này, lực nào đã đóng vai trò là lực hướng tâm gây ra gia tốc hướng tâm cho vật, giữ cho vật chuyển động tròn đều ?
Ví dụ 2 :

Đặt một vật nhỏ lên một mặt bàn nằm ngang rồi cho bàn quay đều từ từ quanh trục của nó thì thấy vật nhỏ quay theo.
Chuyển động của vật trên chiếc bàn quay
Lực giữ vật chuyển đ?ng tròn là lực gì ?
C/ Chuyển động của vật trên chiếc bàn quay
Lực ma sát nghỉ đóng vai trò là lực hướng tâm giữ cho vật chuyển động tròn đều
C/ Chuyển động của vật trên chiếc bàn quay
Nếu bàn quay nhanh dần lên thì vật có nằm ở trên bàn được nữa không? Vì sao?
C/ Chuyển động của vật trên chiếc bàn quay khi bàn quay nhanh
Khi tăng tốc độ quay của bàn đến một giá trị nào đó lực ma sát nghỉ không đủ lớn để đóng vai trò là lực hướng tâm n?a, vật sẽ trượt trên bàn ra xa tâm quay rồi văng ra khỏi bàn theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo. Chuyển động như vậy gọi là chuy?n d?ng li tâm.
LỰC HƯỚNG TÂM
BÀI 14
Ý tưởng thiên tài của Newton về việc phóng vệ tinh nhân tạo
LỰC HƯỚNG TÂM
BÀI 14
I. LỰC HƯỚNG TÂM
1. Định nghĩa
2. Công thức
3. Ví dụ
Ví dụ 3 :
Đường ô tô và đường sắt ở những đoạn cong phải làm nghiêng về phía tâm cong.
Vì sao phải làm như vậy ?
b Chuyển động của ôtô ở khúc quanh:
Tại sao đường ô tô ở những đoạn cong thường phải làm nghiêng về phía tâm cong ?
b Chuyển động của ôtô ở khúc quanh:
Khi ôtô chuyển động đến khúc quanh, tại khúc quanh người ta làm mặt đường nghiêng 1 góc để và tạo thành một lực tổng hợp hướng vào tâm làm ôtô chuyển động tròn đều một cách dễ dàng
LỰC HƯỚNG TÂM
BÀI 14
I. LỰC HƯỚNG TÂM
1. Định nghĩa
2. Công thức
3. Ví dụ
Ví dụ 3 :
Khi xe ô tô hoặc tàu hoả đi đến đoạn cong, phản lực
không cân bằng với trọng lực
nữa. Hợp lực của hai lực này nằm ngang hướng vào tâm quỹ đạo, làm ô tô, tàu hoả chuyển động được dễ dàng.
Đường ô tô và đường sắt ở những đoạn cong phải làm nghiêng về phía tâm cong.
LỰC HƯỚNG TÂM
BÀI 14
I. LỰC HƯỚNG TÂM
1. Định nghĩa
2. Công thức
3. Ví dụ
4. Nhận xét
Lực hướng tâm không phải là loại lực mới thêm vào các lực đã biết như trọng lực, lực ma sát, lực đàn hồi, mà chỉ là hợp lực của các lực đó. Vì hợp lực này gây ra gia tốc hướng tâm nên gọi là lực hướng tâm.
Tr? l?i Chuyển động của vật trên chiếc bàn quay :
Nếu bàn quay nhanh dần lên thì vật có nằm ở trên bàn được nữa không? Vì sao?
C/ Chuyển động của vật trên chiếc bàn quay khi bàn quay nhanh
Khi tăng tốc độ quay của bàn đến một giá trị nào đó lực ma sát nghỉ không đủ lớn để đóng vai trò là lực hướng tâm n?a, vật sẽ trượt trên bàn ra xa tâm quay rồi văng ra khỏi bàn theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo. Chuyển động như vậy gọi là chuy?n d?ng li tâm.
LỰC HƯỚNG TÂM
BÀI 14
I. LỰC HƯỚNG TÂM
II. CHUYỂN ĐỘNG LI TÂM
Trở lại ví dụ một vật trên bàn quay, nếu tăng tốc độ góc ω của bàn quay đến một giá trị nào đó thì điều gì xảy ra ?
1. Ví dụ về chuyển động li tâm
Lực ma sát nghỉ nhỏ hơn độ lớn của lực hướng tâm cần thiết Fht = mω2r. Khi ấy, lực ma sát nghỉ cực đại không đủ lớn để đóng vai trò của lực hướng tâm nữa, nên vật trượt trên bàn ra xa tâm quay, rồi văng ra khỏi bàn theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo. Chuyển động như vậy của vật được gọi là chuyển động li tâm.
LỰC HƯỚNG TÂM
BÀI 14
I. LỰC HƯỚNG TÂM
II. CHUYỂN ĐỘNG LI TÂM
2. Chuyển động li tâm có nhiều ứng dụng trong thực tế
Khi đặt vải ướt vào trong cái lồng làm bằng lưới kim loại của máy vắt, cho máy quay nhanh thì hiện tượng gì xảy ra ? Giải thích.
Máy vắt li tâm là một ứng dụng của chuyển động li tâm, …
1. Ví dụ về chuyển động li tâm
LỰC HƯỚNG TÂM
BÀI 14
I. LỰC HƯỚNG TÂM
II. CHUYỂN ĐỘNG LI TÂM
2. Chuyển động li tâm có nhiều ứng dụng trong thực tế
1. Thế nào là chuyển động li tâm ?
3. Chuyển động li tâm cũng có khi cần phải tránh
Nếu đến chỗ rẽ bằng phẳng mà ô tô chạy nhanh quá thì điều gì xảy ra ?
Nếu đến chỗ rẽ bằng phẳng mà ô tô chạy nhanh quá thì lực ma sát nghỉ cực đại không đủ lớn để đóng vai trò lực hướng tâm giữ cho ô tô chuyển động tròn. Ô tô sẽ trượt li tâm, dễ gây ra tai nạn giao thông.
LỰC HƯỚNG TÂM
BÀI 14
I. LỰC HƯỚNG TÂM
II. CHUYỂN ĐỘNG LI TÂM
2. Chuyển động li tâm có nhiều ứng dụng trong thực tế
1. Thế nào là chuyển động li tâm ?
3. Chuyển động li tâm cũng có khi cần phải tránh
Bạn là người đi đường cẩn thận, vậy khi rẽ trái hay rẽ phải thì bạn gặp nguy hiểm hơn do người đi ngược chiều mang lại ?
LỰC HƯỚNG TÂM
BÀI 14
I. LỰC HƯỚNG TÂM
II. CHUYỂN ĐỘNG LI TÂM
2. Chuyển động li tâm có nhiều ứng dụng trong thực tế
1. Thế nào là chuyển động li tâm ?
3. Chuyển động li tâm cũng có khi cần phải tránh
Vậy khi gặp chỗ rẽ bạn nên đi như thế nào ?
CỦNG CỐ BÀI HỌC
1. Phát biểu và viết công thức của lực hướng tâm.
4. Giải thích hiện tượng sau đây : Cho rau mới rửa vào rổ rồi vẩy một lúc thì rau ráo nước.
2. Lực nào sau đây có thể là lực hướng tâm ?
  A. Lực ma sát.     B. Lực đàn hồi.   
C. Lực hấp dẫn.   D. Cả 3 lực trên.
3. Dưới tác dụng của một lực có độ lớn không đổi, một vật có thể chuyển động đều được không ?
5. Một ô tô có khối lượng 1 200 kg chuyển động đều qua một cầu vượt (coi là cung tròn) với tốc độ 36 km/h (hình vẽ) . Áp lực của ô tô vào mặt đường tại điểm cao nhất là bao nhiêu ? Biết bán kính cong của cầu vượt là 50 m. Lấy g = 10 m/s2.
A. 11 760 N. B. 12 000 N.
C. 9 600 N. D. 14 400 N.
D
BÀI TẬP VỀ NHÀ
1. Giải các bài tập trong sách giáo khoa và sách bài tập Vật lí 10.
2. Buộc dây vào một cái xô nhỏ đựng nước rồi cầm một đầu dây quay xô trong mặt phẳng thẳng đứng. Vì sao khi quay đủ nhanh thì ở vị trí xô lộn ngược, nước vẫn không rơi ra khỏi xô ?
3. Trong hiện tượng tàu lượn trên vòng tròn, hãy chỉ ra lực (hoặc hợp lực của các lực) tác dụng lên tàu gây ra gia tốc hướng tâm cho tàu tại vị trí cao nhất của quỹ đạo tròn ?
4. Trong trò chơi đu quay, hãy chỉ ra lực (hoặc hợp lực của các lực) làm cho đu quay và người chuyển động tròn ?
Chuyển động của các điểm trên đu quay cđ tròn
R
h