Bài giảng Vật lí Lớp 10 - Bài 14: Lực hướng tâm - Lương Quang Dũng

chào mừng các thầy cô giáo và các em 
GV: Lương Quang Dũng 
Tại sao vệ tinh nhân tạo bay đư ợc vòng quanh Trái Đ ất ? 
Tại sao đư ờng ôtô ở những đoạn cong thường phải làm nghiêng ? 
YÙ TệễÛNG CUÛA NIUTễN 
Nếu đ ặt một khẩu đại bác trên một ngọn núi rất cao , vượt ra ngoài tầng khí quyển và nếu súng đủ mạnh th ì nó có thể phóng viên đạn vào quỹ đạo vòng quanh Trái Đ ất và trở thành vệ tinh của Trái Đ ất . 
Tiết 22 
Lực hướng tâm 
Lực hướng tâm là gì? 
I. Lực hướng tâm 
1. Đ ịnh nghĩa 
 - Lực ( hay hợp lực của các lực ) tác dụng vào một vật chuyển đ ộng tròn đ ều và gây ra cho vật gia tốc hướng tâm gọi là lực hướng tâm . 
2. Công thức : + Dạng véc tơ: 
 + Độ lớn : 
 Theo đ ịnh luật II Niutơn hãy viết công thức tính độ lớn lực hướng tâm ? 
 ? 
3. Ví dụ  
a. Lực hấp dẫn giữa Trái Đ ất và vệ tinh nhân tạo đ óng vai trò là lực hướng tâm . 
Lực nào gi ữ vệ tinh nhân tạo chuyển đ ộng tròn đ ều quanh Trái Đ ất ? 
Theo em lực đ ó có phải lực hướng tâm không ? 
 b. Vật đ ặt trên một chiếc bàn đ ang quay: lực ma sát nghỉ đ óng vai trò là lực hướng tâm . 
c. Ôtô chuyển đ ộng tròn đ ều qua đ iểm cao nhất của chiếc cầu vồng : 
Lực tác dụng vào ôtô trong qu á trình chuyển đ ộng ? 
Trọng lực và phản lực 
Viết công thức tính độ lớn của lực hướng tâm ? 
x 
Lực gây ra gia tốc hướng tâm là hợp lực của trọng lượng và phản lực . 
Tại sao đư ờng ôtô và đư ờng sắt ở những đoạn cong thường phải làm nghiêng về phía tâm cong? 
 Lực hướng tâm có phải là một loại lực mới không ? 
 Lực hướng tâm không phải là một lực mới nh ư: Lực hấp dẫn , lực ma sát , lực đàn hồi mà nó chỉ là một trong các lực đ ó hoặc hợp lực của các lực đ ó . Vì nó gây ra gia tốc hướng tâm nên ta gọi là lực hướng tâm . 
Lực nào đ óng vai trò là lực hướng tâm ? 
d. Khi ôtô chạy qua đoạn đư ờng cong th ì hợp lực của trọng lực P và phản lực N đ óng vai trò là lực hướng tâm . 
II. Chuyển đ ộng li tâm 
1. Đ ịnh nghĩa : 
Khi lực liên kết yếu không đủ gi ữ vật chuyển đ ộng với vận tốc lớn trên quỹ đạo tròn , nên bị văng ra xa tâm theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo, gọi là chuyển đ ộng li tâm . 
2. ứ ng dụng 
a. Bơm li tâm . 
Khi cho bơm hoạt đ ộng , cánh quạt trong thân bơm quay tròn , làm cho nước ở trong đ ó quay theo . Do lực liên kết giữa các phần tử nước yếu nên những hạt nước bắn theo phương tiếp tuyến lên ống thẳng đ ứng . áp suất giảm xuống . áp suất khí làm nước bên ngoài dồn vào thân bơm . 
Cơ chế hoạt đ ộng của bơm li tâm ? 
b. Máy quay rảy li tâm 
Ví dụ trong máy giặt 
Đ ặt quần áo ư ớt vào trong máy , khi trục quay nhanh , lực liên kết giữa các hạt nước không đủ gi ữ cho nước chuyển đ ộng tròn . Vì vậy nước sẽ tách ra khỏi quần áo và bắn ra ngoài lồng . Cứ nh ư vậy sau một thời gian quần , áo sẽ kh ô. 
Hoạt đ ộng của máy giặt : 
3. Chú ý : Cần phải tránh xa chuyển đ ộng li tâm , ví dụ xe qua chỗ đư ờng cong mà chạy qu á nhanh sẽ bị trượt li tâm dễ gây tai nạn. 
F msn(max ) < m ω 2 r 
O 
Củng cố 
Câu 1. Lực nào sau đây có thể là lực hướng tâm ? 
Lực ma sát . 
Lực đàn hồi . 
 Lực hấp dẫn . 
 Cả ba lực trên . 
Câu 2. Biểu thức nào cho phép tính độ lớn lực hướng tâm ? 
A. 
B. 
C. 
D. 
Em có biết ? 
Khi vệ tinh nhân tạo chuyển đ ộng tròn đ ều quanh Trái Đ ất , lực hấp dẫn đ óng vai trò là lực hướng tâm . 
Nếu vệ tinh nhân tạo đư ợc phóng gần mặt đ ất : h<< R 
vì 
Thay các gi á trị : g = 9,8m/s 2 , 
R = 6,4 . 10 6 m ta đư ợc v = 7900m/s = 7,9 km/s 
đ ó là vận tốc vũ trụ cấp I , là vận tốc cần thiết để vật ném ngang không quay trở lại mặt đ ất , trở thành vệ tinh Trái Đ ất . 
Xin chào các thầy cô giáo và các em . 
Chuyển đ ộng của vật trên chiếc bàn quay khi bàn quay nhanh 
Khi tăng tốc độ quay của bàn đ ến một gi á trị nào đ ó lực ma sát nghỉ không đủ lớn để đ óng vai trò là lực hướng tâm nữa , vật sẽ trượt trên bàn ra xa tâm quay rồi văng ra khỏi bàn theo phương tiếp tuyến với quỹ đạo. Chuyển đ ộng nh ư vậy gọi là chuyển động li tâm . 
Câu 3: Một vệ tinh khối lượng m= 100 (g), đư ợc phóng lên quỹ đạo Trái Đ ất ở độ cao mà ở đ ó nó có trọng lượng là 920 (N). Chu kì của vệ tinh là: 
Tính lực mà Trái Đ ất tác dụng lên vệ tinh ? 
 Tính khoảng cách từ mặt Trái Đ ất đ ến vệ tinh ? 
Câu 4: Xác đ ịnh lực hướng tâm của vật quay tròn dưới sợi dây ?