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
Tạo bảng điểm online

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Vũ trụ có nhiều gã khổng lồ hơn chúng ta nghĩ
18/01/2018
Vũ trụ có thể chứa nhiều sao khổng lồ hơn chúng ta vẫn nghĩ. Một bộ phận của Đám mây Magellan Lớn, một thiên hà láng
Nước chậm đông được làm lạnh đến nhiệt độ thấp kỉ lục
16/01/2018
Lần đầu tiên nhiệt độ của nước lỏng chậm đông được đo chính xác đến dưới –40°C. Các nhà nghiên cứu, đứng đầu
Ánh sáng có thật sự kết hợp trở lại sau khi truyền qua hai lăng kính hay không?
15/01/2018
TÓM TẮT. Chúng tôi trình bày một bố trí thí nghiệm đơn giản và rẻ tiền chứng minh rõ ràng các màu của ánh sáng trắng sau
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 4)
12/01/2018
Nhiệt động lực học và entropy Ngoài việc khám phá lực điện từ, nghiên cứu năng lượng ở dạng nhiệt còn đưa đến một
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 3)
12/01/2018
Lực điện từ Nếu ánh sáng thật sự là sóng, thì có vẻ hợp lí thôi nếu ta hỏi: chính xác thì cái gì đang dao động như
Năng lượng tối là gì?
10/01/2018
Trong phần này, đầu óc của bạn bùng nổ bởi vũ trụ đang dãn nở của chúng ta Có lẽ bạn đang choáng váng trước thực tế
Hiệu ứng Hall lượng tử 4D trong phòng thí nghiệm
10/01/2018
Tính chất của một vật liệu 4D giả thuyết đã được mô phỏng trong các thí nghiệm của hai đội vật lí quốc tế. Một đội
Nước chậm đông có thể tồn tại ở hai pha lỏng
07/01/2018
Nước có thể tồn tại ở hai pha lỏng với khối lượng riêng khác nhau. Đó là kết luận của các nhà nghiên cứu ở Thụy

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