Lực hướng tâm - Vật lý 10

Chọn phát biểu sai.

Lực đặc trưng cho điều gì sau đây?

Vật có khối lượng 1 kg chuyển động trên đường tròn có bán kính 10 cm thì lực hướng tâm tác dụng lên vật 10 N. Xác định tốc độ góc của vật.

Một vật có khối lượng 2 kg chuyển động tròn đều trên đường tròn có bán kính 50 cm có tốc độ 4 vòng/s. Xác định lực hướng tâm tác dụng lên vật. Lấy $\pi = 3,14$.

Cho một đĩa nằm ngang quay quanh trục thẳng đứng với vận tốc $n=30 ( vòng/phút )$. Đặt một vật có khối lượng m lên đĩa cách trục quay 20 cm. Hệ số ma sát bằng bao nhiêu để vật không trượt trên đĩa? Lấy $g={\pi }^2=10m/s^2$

Một vật được đặt tại mép một mặt bàn tròn có bán kính 80 cm, bàn quay đều quanh trục thẳng đứng qua tâm O của mặt bàn với tốc độ góc $\omega$. Biết hệ số ma sát giữa vật và mặt bàn là 2. Hỏi $\omega$ có giá trị lớn nhất là bao nhiêu để vật không bị trượt ra khỏi bàn? Lấy $g= 10m/s^2$

Một ô tô chạy qua một đoạn đường đèo vào khúc cua được coi như là một cung tròn có bán kính cong là 200 cm. Hệ số ma sát trượt giữa lốp xe và mặt đường là 0,8. Hỏi ô tô chỉ được chạy với vận tốc tối đa bằng bao nhiêu để không rơi khỏi đoạn đường đèo, khi đó tốc độ góc của ô tô là bao nhiêu?

Một vật đặt trên một cái bàn quay. Nếu hệ số ma sát giữa vật và mặt bàn là 0,5 và vận tốc góc của mặt bàn là 5 rad/s thì có thể đặt vật ở vùng nào trên mặt bàn để nó không bị trượt đi?

Một con lắc lò xo có chiều dài tự nhiên 20 cm và có độ cứng 12,5 N/m có một vật nặng 10 g gắn vào đầu của lò xo. Đầu kia cố định gắn vào trục quay. Vật nặng m quay tròn đều trong mặt phẳng nằm ngang với vận tốc 2 vòng/s. Tính độ giãn của lò xo.

Một con lắc lò xo có chiều dài tự nhiên 20 cm và có độ cứng 12,5 N/m có một vật nặng 10 g gắn vào đầu của lò xo. Đầu kia cố định gắn vào trục quay. Lò xo sẽ không thể có lại trạng thái cũ nếu giãn dài hơn 40 cm. Tính số vòng quay tối đa của m trong một phút, cho ${\pi }^2=10$.

Một đĩa tròn nằm ngang có thể quay quanh một trục thẳng đứng. Vật $m=100g$ đặt trên đĩa, nối với trục quay bởi một lò xo nằm ngang. Nếu số vòng quay không quá $n_1=2 vòng/s$, lò xo không biến dạng. Nếu số vòng quay là $n_2=5 vòng/s$ lò xo giãn dài gấp đôi. Cho ${\pi }^2=10$. Tính độ cứng k của lò xo.

Lực hướng tâm tác dụng vào vật chuyển động

Một vật có khối lượng m chuyển động tròn đều với vận tốc góc $\omega$, vận tốc dài tại điểm có bán kính R là $v$. Lực hướng tâm $F_{ht}$ được xác định

Đặt một vật nhỏ trên chiếc bàn quay, khi bàn chưa quay vật đứng yên. Cho bàn quay từ từ, vật quay theo bàn. Lực đóng vai trò lực hướng tâm trong trường hợp này là

Chọn phát biểu sai. Lực hướng tâm

Chọn câu sai.

Một vật khối lượng m đặt trên đĩa quay đều với vận tốc góc $\omega$. Vật đã vạch nên đường tròn bán kính R. Lực ma sát nghỉ tác dụng lên vật có hướng?

Một vật khối lượng m đặt trên đĩa quay đều với vận tốc góc $\omega$. Vật đã vạch nên đường tròn bán kính R. Nếu đứng trên hệ qui chiếu gắn với vật ta thấy vật nằm yên. Vậy lực quán tính có hướng và độ lớn là 

Chọn phát biểu sai.

Điều nào sau đây là đúng khi nói về lực tác dụng lên vật chuyển động tròn đều?

Một electron có khối lượng m = 9,1.${10}^{-31}$kg, chuyển động với vận tốc ban đầu $v_0 = {10}^7$ m/s, trong một từ trường đều $\overrightarrow{B}$ sao cho $\overrightarrow{v_0}$ vuông góc với các đường sức từ. Quỹ đạo của electron là một đuờng tròn bán kính R = 20 mm. Tìm độ lớn của cảm ứng từ B.

Một electron có vận tốc ban đầu bằng 0, được gia tốc bằng một hiệu điện thế U = 500 V, sau đó bay vào theo phương vuông góc với đường sức từ. Cảm ứng từ của từ trường là B = 0,2 T. Bán kính quỹ đạo của electron. Biết e = -1,6.${10}^{-19 }$C, $m_e$= 9,1.${10}^{-31 }$kg.

Một proton có khối lượng m = l,67.${10}^{-27}$ kg chuyển động theo một quỹ đạo tròn bán kính 7 cm trong một từ trường đều cảm ứng từ B = 0,01 T. Xác định chu kì quay của proton.

Trong một từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ thẳng đứng, cho một dòng các ion bắt đầu đi vào từ trường từ điểm A và đi ra tại C, sao cho AC là 1/2 đường tròn trong mặt phẳng ngang. Các ion $C_2{H}_5{O}^{+}$ và $C_2{H_5}^{+}$ có cùng điện tích, cùng vận tốc đầu. Cho biết khoảng cách AC giữa điểm đi vào cả điểm đi ra đối với ion $C_2{H}_5{O}^{+}$ là 22,5 cm thì khoảng cách AC đối với $C_2{H_5}^{+}$

Một người xách một xô có nước và vung tay làm xô nước quay trong mặt phẳng thẳng đứng, theo một vòng tròn đường kính 1,6 m. Biết khối lượng xô và nước là 5,0 kg. Lấy

a) Tính tốc độ nhỏ nhất mà xô nước phải được quay để khi ở đỉnh hình tròn, đáy xô quay lên trên, miệng hướng xuống dưới mà nước vẫn ở trong xô.

b) Giả sử khi xô nước ở dưới cùng của đường tròn có tốc độ là 3,2 m/s. Xác định phương, chiều và độ lớn của lực tác dụng lên tay của người đó.

Một vật nặng có khối lượng 4 kg được buộc vào đầu một sợi dây dài L = 1,2 m. Người ta dùng một máy cơ để quay đầu còn lại của dây sao cho vật nặng chuyển động tròn đều. Biết lực căng tối đa để dây không đứt có giá trị bằng 300 N. Để dây không đứt, vật được phép quay với tốc độ tối đa là bao nhiêu?

Cho bán kính Trái Đất khoảng và gia tốc trọng trường ở gần bề mặt Trái Đất là . Một vệ tinh chuyển động tròn đều gần bề mặt Trái Đất phải có tốc độ bao nhiêu để không rơi xuống mặt đất?

Mặt Trăng quay quanh Trái Đất một vòng mất 27,3 ngày. Biết lực hấp dẫn giữa các vật có khối lượng tính theo công thức:  ; với là hằng số hấp dẫn, và lần lượt là khối lượng của hai vật và r là khoảng cách giữa hai khối tâm của chúng. Biết khối lượng của Trái Đất khoảng . Tính khoảng cách giữa tâm Trái Đất và Mặt Trăng.

Một chiếc xe đua có khối lượng 800 kg chạy với tốc độ lớn nhất (mà không bị trượt) theo đường tròn nằm ngang có bán kính 80 m (Hình 5.2) được một vòng sau khoảng thời gian 28,4 s. Lấy . Tính

a) gia tốc hướng tâm của xe.

b) hệ số ma sát nghỉ giữa các bánh xe và mặt đường.

Hình 5.2

Một vệ tinh địa tĩnh (là vệ tinh có vị trí tương đối không đổi đối với một vị trí trên Trái Đất - Hình 5.3) chuyển động quanh Trái Đất với lực hướng tâm là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vệ tinh . Biết gia tốc trọng trường tại mặt đất được tính theo biểu thức: ; với là hằng số hấp dẫn, M và R lần lượt là khối lượng và bán kính Trái Đất. Lấy gia tốc trọng trường tại mặt đất bằng và bán kính Trái Đất khoảng . Tính

a) bán kính quỹ đạo của vệ tinh.

b) tốc độ của vệ tinh trên quỹ đạo.

Hình 5.3

Một vật nặng có khối lượng bằng 5,0 kg được buộc vào một dây dài 0,8 m và thả cho chuyển động trong mặt phẳng thẳng đứng như Hình 5.4. Khi qua vị trí cân bằng O, vật có tốc độ 2,8 m/s. Lấy . Tính gia tốc hướng tâm và lực căng dây khi vật đi qua vị trí cân bằng O.

Hình 5.4

Một máy bay thực hiện một vòng nhào lộn có bán kính 400 m trong mặt phẳng thẳng đứng với vận tốc 540 km/h.

a) Tìm lực do người lái có khối lượng m = 60 kg nén lên ghế ngồi khi máy bay đi qua điểm cao nhất và thấp nhất của vòng nhào.

b) Muốn người lái không nén lên ghế ngồi ở điểm cao nhất của vòng nhào thì vận tốc máy bay phải là bao nhiêu?

Một vật nhỏ được đặt ở mép một bàn xoay có bán kính 0,4 m, có hệ số ma sát nghỉ là 0,4. Hỏi bàn phải quay với tốc độ bao nhiêu (tính theo vòng/s) để vật có thể văng ra khỏi bàn? 

Người đi xe đạp có khối lượng tổng cộng 60 kg, đi trong một vòng xiếc. Khi người này đi qua điểm cao nhất trong vòng với vận tốc tối thiểu 8 m/s thì người này không bị rơi. Hỏi khi người này đi qua điểm cao nhất của vòng xiếc với vận tốc 10 m/s thì người nén lên vòng xiếc một lực có độ lớn bao nhiêu?

Một vật nhỏ m đặt lên một đĩa tròn đang quay đều với vận tốc 78 vòng/phút. Để vật đứng yên trên mặt đĩa ở khoảng cách lớn nhất từ vật đến trục quay là 7 cm thì hệ số ma sát nghỉ giữa vật và mặt sàn phải là bao nhiêu?

Một quả cầu khối lượng m = 10 g treo vào một sợi dây nhẹ không co giãn l = 22 cm. Quay quả cầu để nó chuyển động tròn đều trong mặt phẳng nằm ngang vuông góc trục quay thẳng đứng với vận tốc không đổi là 1,5 vòng/s. Tìm lực căng dây và góc lệch α giữa dây treo so với thẳng đứng.

Một ống hình trụ bán kính 10 cm, một vật nhỏ được đặt áp vào thành trong của bình. Biết hệ số ma sát nghỉ giữa vật và thành bình là 0,3. Hỏi ống phải quay quanh trục đối xứng của nó với tốc độ góc bằng bao nhiêu để vật bám được vào thành trong của bình mà không bị rơi.

Một người đi xe đạp có khối lượng tổng cộng 60 kg trên một vòng xiếc có bán kính 6,4 m. Tìm
a) tốc độ tối thiểu của xe để người đi qua điểm cao nhất của vòng xiếc mà không bị rơi.
b) lực ép lên vòng tại vị trí cao nhất với vận tốc 10 m/s.

Lò xo có độ cứng k = 50,0 N/m, chiều dài tự nhiên , một đầu lò xo cố định vào điểm treo O, đầu còn lại có gắn vật m = 200 g. Quay hệ quanh trục thẳng đứng đi qua O, thì thấy m vạch một đường tròn trong mặt phẳng ngang và lò xo hợp với trục lò xo góc bằng . Tính chiều dài lò xo và số vòng quay trong 1 phút.

Vật khối lượng 100 g gắn vào đầu lò xo dài 20 cm, độ cứng 20 N/m, quay tròn đều trong mặt phẳng ngang với tần số 60 vòng/ phút. Tính độ dãn của lò xo.

Một vật m = 50,0 g gắn vào đầu một lò xo có chiều dài tự nhiên 30,0 cm, độ cứng k = 300 N/m. Đầu còn lại lò xo gắn cố định vào điểm O. Cho vật quay tròn đều quanh O trong mặt phẳng ngang, với quỹ đạo có bán kính R = 35,0 cm. Tìm số vòng của vật trong 1 phút.

Một vật khối lượng 0,9 kg gắn vào đầu lò xo có chiều dài tự nhiên 36 cm, độ cứng 40 N/m đặt trên sàn nhẵn nằm ngang. Cho hệ quay tròn đều quanh một trục thẳng đứng đi qua đầu kia của lò xo sao cho độ dãn của lò xo là 4 cm. Lấy . Số vòng quay trong một phút của vật là bao nhiêu?

Một vệ tinh nhân tạo bay quanh Trái Đất ở độ cao h bằng 3 lần bán kính R của Trái Đất. Cho R = 6400 km, lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vệ tinh là lực hướng tâm của vệ tinh. Tìm tốc độ dài và chu kì quay của vệ tinh.

Một vật có khối lượng 100 g gắn vào đầu lò xo có chiều dài tự nhiên 20 cm, độ cứng 20 N/m. Cho vật quay tròn đều trong mặt phẳng ngang với tần số 60 vòng/phút. Tính độ dãn của lò xo. Lấy .

Một vật có khối lượng 500 g chuyển động tròn đều trên đường tròn có bán kính 40 cm với chu kì là 2 s. Cho . Độ lớn lực hướng tâm tác dụng lên vật là 

A. 4 N.

B. 2 N.

C. 1 N.

D. 8 N.

Một vật có khối lượng 50 g chuyển động tròn đều trên đường tròn bán kính 10 cm và chịu lực hướng tâm có độ lớn . Cho . Số vòng vật đi được trong 1 s là 

A. 1 vòng.

B. 4 vòng.

C. 2 vòng.

D. 5 vòng.

Một vật có khối lượng 400 g chuyển động tròn đều trên đường tròn bán kính R và chịu lực hướng tâm có độ lớn . Trong 4 s vật đi được một cung tròn dài 1 m. Giá trị của R là 

A. 2 m.

B. 1 m.

C. 1,5 m.

D. 0,5 m. 

Trong môn ném tạ xích, một vận động viên quay dây xích sao cho tạ chuyển động gần như tròn đều trong một mặt phẳng nằm ngang. Muốn tạ chuyển động trên đường tròn bán kính 1 m với tốc độ dài 2 m/s thì người ấy phải giữ dây với một lực bằng 20 N Khối lượng của tạ là

A. 5 kg.

B. 1 kg.

C. 2 kg.

D. 2,5 kg.

Một vật nhỏ đặt trên một đĩa hát đang quay với tần số 78 vòng/phút. Để vật đứng yên thì khoảng cách tối đa giữa vật và trục quay là 7 cm. Cho . Hệ số ma sát giữa vật và đĩa xấp xỉ 

A. 0,519.

B. 0,385.

C. 0,467.

D. 0,271.

Một ôtô khối lượng 2,5 tấn chuyển động qua một cái cầu với vận tốc không đổi v = 54 km/h. Cầu vượt có dạng một cung tròn, bán kính 100 m. Lấy . Tính áp lực của ôtô lên cầu khi nó đi qua điểm giữa của cầu trong trường hợp cầu nằm ngang. 

A. 18875 N.

B. 34500 N.

C. 44500 N.

D. 24500 N.

Một ôtô khối lượng 2,5 tấn chuyển động qua một cái cầu với vận tốc không đổi v = 54 km/h. Lấy . Biết cầu vồng lên và có bán kính 50 m. Áp lực của ôtô lên cầu khi nó đi qua điểm giữa của cầu là 

A. 43250 N.

B. 13250 N.

C. 33250 N.

D. 23250 N.

Chọn phát biểu sai.

A. Lực hấp dẫn của Trái Đất tác dụng lên Mặt Trăng là lực hướng tâm.

B. Lực hướng tâm tác dụng lên một vật chuyển động tròn đều có độ lớn tỉ lệ với bình phương tốc độ dài của vật.

C. Khi một vật chuyển động tròn đều, hợp lực của các lực tác dụng lên vật là lực hướng tâm.

D. Gia tốc hướng tâm tỉ lệ nghịch với khối lượng vật chuyển động tròn đều.