Bài tập vật lí phổ thông (Phần 3)

17. Tính vận tốc tịnh tiến của điểm phía trên của một vành xe đạp, biết người đi xe di chuyển với vận tốc không đổi v = 20 km/h.

18. Một cái suốt chỉ cùng với chỉ quấn xung quanh nằm trên một mặt bàn ngang và có thể lăn không trượt trên bàn.

Xác định vận tốc và chiều chuyển động của trục suốt nếu đầu mối chỉ được kéo vào theo phương ngang với vận tốc v (Hình 4). Bán kính trong của suốt chỉ là r và bán kính ngoài là R.

Hình 4

19. Giải bài toán trên nếu như chỉ được kéo ra khỏi suốt như trên Hình 5.

Hình 5

20. Khi hai vật chuyển động đều về phía nhau thì khoảng cách giữa chúng giảm đi S1 = 16 m trong mỗi t1 = 10 s. Nếu hai vật chuyển động cũng với vận tốc như trước đó và cùng chiều với nhau thì khoảng cách giữa chúng sẽ tăng S2 = 3 m trong mỗi t2 = 5 s. Tính vận tốc của mỗi vật.

___________

ĐÁP SỐ VÀ GIẢI

17. u = 40 km/h.

Giải. Tất cả các điểm trên vành bánh xe đồng thời thực hiện hai chuyển động: tịnh tiến, cùng với toàn bộ xe, và quay, xung quanh trục bánh xe. Vận tốc toàn phần của mỗi điểm sẽ bằng tổng vận tốc dài của chuyển động tịnh tiến và của chuyển động quay. Nếu bánh xe đạp chuyển động mà không trượt thì vận tốc dài của chuyển động quay của vành bánh xe sẽ bằng về độ lớn với vận tốc của chuyển động tịnh tiến của xe. Hai vận tốc này ngược chiều nhau tại điểm A (Hình 193). Vận tốc toàn phần của điểm A do đó sẽ bằng không. Tại điểm B, vận tốc của chuyển động tịnh tiến và của chuyển động quay sẽ cùng chiều nhau, và vận tốc toàn phần của điểm B sẽ bẳng 2v, tức là bằng 40 km/h.

Hình 193

18. Cái suốt sẽ lăn theo chiều chuyển động của mối chỉ với vận tốc u = R / (R – r) v.

Giải. Độ dời của đầu mối chỉ phụ thuộc vào hai yếu tố: chuyển động của trục suốt và độ biến thiên chiều dài của sợi chỉ lúc quấn (hoặc tháo). Rõ ràng chuyển động của đầu mối chỉ do những nguyên nhân này sẽ luôn luôn theo chiều ngược nhau. Ví dụ, nếu suốt chỉ di chuyển sang phải thì chuyển động của trục của nó sẽ làm cho đầu mối chỉ di chuyển sang phải và sang trái do quấn chỉ.

r < R, nên độ biến thiên chiều dài của sợi chỉ trong mỗi vòng quay sẽ luôn luôn nhỏ hơn chuyển động của trục suốt trong khoảng thời gian đó.

Nếu cộng gộp những chuyển động này, thì đầu mối chỉ sẽ luôn luôn chuyển động cùng chiều với trục suốt. Trong một chu kì quay T thì trục suốt bị dịch sang phải một đoạn 2pR và chiều dài sợi chỉ sẽ giảm đi 2pr. Nếu vận tốc của trục suốt là u = 2πR/T thì vận tốc giảm chiều dài của sợi chỉ sẽ là 2πr/T = 2πR/T.(r/R) = (r/R)u. Vận tốc chuyển động của đầu mối chỉ sẽ bằng hiệu giữa hai vận tốc này, tức là v = u – (r/R)u.

Do đó, u = R/(R – r) v.

Trục của suốt chỉ chuyển động nhanh hơn đầu mối chỉ.

19. Trục suốt chuyển động theo chiều chuyển động của đầu mối chỉ với vận tốc u = R/(R + r) v..

Lưu ý. (Xem phần giải bài tập trước) Trục của suốt chỉ chuyển động chậm hơn đầu mối chỉ.

20. v1 = 1,1 m/s; v2 = 0,5 m/s.

Giải. Trong trường hợp thứ nhất, vận tốc của vật này so với vật kia sẽ là

u1 = v1 + v2                                          (1)

và trong trường hợp thứ hai

u2 = v1 – v2                                          (2)

Giải hệ phương trình (1) và (2) ta được

v1 = (u1 + u2)/2,                 v2 = (u1 – u2)/2

Giá trị của u1u2 có thể tính từ các điều kiện của bài toán, sử dụng các tỉ số

u1 = S1/t1,            u2 = S2/t2.

Bài tập vật lí phổ thông
V. Zubov và V. Shalnov
Trần Nghiêm dịch (theo bản tiếng Anh in năm 1974)
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 60)
11/11/2019
Định luật Coulomb về Tĩnh điện 1785 Charles-Augustin Coulomb (1736–1806) “Chúng ta gọi ngọn lửa của đám mây đen ấy là
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 59)
11/11/2019
Lỗ đen 1783 John Michell (1724-1793), Karl Schwarzschild (1873-1916), John Archibald Wheeler (1911-2008), Stephen William Hawking (1942-2018) Các nhà
Chuyển động của các hành tinh đặt ra giới hạn mới lên khối lượng graviton
11/11/2019
Có thể dùng chuyển động của các hành tinh để đưa ra ước tính tốt nhất cho giới hạn trên của khối lượng graviton – một
Đi tìm nguồn gốc của khái niệm du hành thời gian
10/11/2019
Giấc mơ du hành xuyên thời gian vốn đã xưa cũ và ở đâu cũng có. Thế nhưng niềm hứng khởi của con người đối với sự du
Thorium decahydride siêu dẫn ở 161 K
09/11/2019
Một nhóm nhà khoa học, dưới sự chỉ đạo của Artem Oganov ở Skoltech và Viện Vật lí và Công nghệ Moscow, và Ivan Troyan ở Viện
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 92)
09/11/2019
Các kiểu máy tính lượng tử Các nhà vật lí đang phát triển máy tính lượng tử không kì vọng chế tạo được ngay một mẫu
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 91)
09/11/2019
Điện toán lượng tử Máy tính lượng tử hứa hẹn làm thay đổi thế giới theo những cách mà chúng ta không thể hình dung nổi.
Định luật Coulomb về tĩnh điện (Phần 2)
08/11/2019
Charles-Augustin de Coulomb (1736–1806), nhà vật lí Pháp nổi tiếng với định luật mô tả lực tương tác giữa hai điện tích

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com