5. Chuyển động Tròn đều - Củng Cố Kiến Thức

I. ĐỊNH NGHĨA

1. Chuyển động tròn

Chuyển động tròn là chuyển động có quỹ đạo là một đường tròn.

2. Tốc độ trung bình trong chuyển động tròn

Định nghĩa tốc độ trung bình trong chuyển động tròn:

Tốc độ trung bình = Độ dài cung tròn mà vật đi được/ Thời gian chuyển động

3. Chuyển động tròn đều

Chuyển động tròn đều là chuyển động có quỹ đạo tròn và có tốc độ trung bình trên mọi cung tròn là như nhau.

II. TỐC ĐỘ DÀI VÀ TỐC ĐỘ GÓC

1. Tốc độ dài

Công thức tính tốc độ dài (độ lớn tức thời trong chuyển động tròn đều):

$v = \frac{{\Delta s}}{{\Delta t}}$

Trong chuyển động tròn đều, tốc độ dài của vật không đổi.

2. Vectơ vận tốc trong chuyển động tròn đều

Với điều kiện cung tròn có độ dài rất nhỏ, có thể coi như một đoạn thẳng, người ta dùng một vectơ $\Delta \overrightarrow s $ vừa để chỉ quãng đường đi được vừa để chỉ hướng chuyển động. $\Delta \overrightarrow s $ gọi là vectơ độ dời.

$\overrightarrow v = \frac{{\Delta \overrightarrow s }}{{\Delta t}}$

Vì $\Delta \overrightarrow s $ trùng với một đoạn cung tròn tại $M$ nên nó nằm dọc theo tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo tại $M$. $\overrightarrow v $ cùng hướng với $\Delta \overrightarrow s $ nên nó cũng nằm theo tiếp tuyến tại $M.$

Vectơ vận tốc trong chuyển động tròn đều luôn có phương tiếp tuyến với đường tròn quỹ đạo.

3. Tốc độ góc. Chu kì. Tần số

a) Định nghĩa

Tốc độ góc của chuyển động tròn là đại lượng đo bằng góc mà bán kính $OM$ quét được trong một đơn vị thời gian. Tốc độ góc của chuyển động tròn đều là đại lượng không đổi.

$\omega = \frac{{\Delta \alpha }}{{\Delta t}}$

b) Đơn vị đo tốc độ góc

Nếu ${\Delta \alpha }$: đo bằng rađian; ${\Delta t}$: đo bằng giây thì đơn vị của $\omega $ là rad/s.

c) Chu kì

Chu kì $T$ của chuyển động tròn đều là thời gian để vật đi được trong một vòng.

Công thức:

$T = \frac{{2\pi }}{\omega }$

Đơn vị của $T$ là giây (s).

d) Tần số

Tần số $f$ của chuyển động tròn đều là số vòng mà vật đi được trong 1 giây.

$f = \frac{1}{T}$

Đơn vị của $f$ là vòng/s.

e) Công thức liên hệ giữa tốc độ dài và tốc độ góc

$v = r\omega $

III. GIA TỐC HƯỚNG TÂM

1. Hướng của vectơ gia tốc trong chuyển động tròn đều

Trong chuyển động tròn đều, vân tốc tuy có độ lớn không đổi, nhưng hướng luôn thay đổi, nên chuyển động này có gia tốc. Gia tốc trong chuyển động tròn đều luôn hướng vào tâm của quỹ đạo nên gọi là gia tốc hướng tâm.

2. Độ lớn của gia tốc hướng tâm

Công thức tính gia tốc hướng tâm:

${a_{ht}} = \frac{{{v^2}}}{r} = r{\omega ^2}$