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


Làm thế nào tạo ra á kim không chứa kim loại?
22/09/2017
Một loại vật liệu mới gọi là “á kim thung lũng spin” vừa được các nhà vật lí ở Nga, Nhật Bản và Mĩ dự đoán dựa
Thiên văn học là gì?
20/09/2017
Loài người từ lâu đã hướng mắt lên bầu trời, tìm cách thiết đặt ý nghĩa và trật tự cho vũ trụ xung quanh mình. Mặc dù
Một số thông tin thú vị về Mặt trăng
16/09/2017
Mặt trăng là vật thể dễ tìm thấy nhất trên bầu trời đêm – khi nó hiện diện ở đó. Vệ tinh thiên nhiên duy nhất của
Sơ lược từ nguyên vật lí hạt (Phần 4)
27/08/2017
boson (Bose + on) Người đặt tên: Paul Dirac, 1945 Boson được đặt theo tên nhà vật lí Satyendra Nath Bose. Cùng với Albert Einstein,
Sơ lược từ nguyên vật lí hạt (Phần 3)
27/08/2017
quark (quark) Người đặt tên: Murray Gell-Mann, 1963 Quark là những hạt sơ cấp cấu tạo nên các hadron như proton và neutron, cũng như
Các chuẩn cho hệ SI mới
10/08/2017
Trong khi nước Mĩ vẫn ngoan cố sử dụng các đơn vị Anh như dặm, pound và độ Fahrenheit, thì phần đông thế giới thống nhất
Sơ lược từ nguyên vật lí hạt (Phần 2)
05/07/2017
muon (mu-meson; gọi tắt) Người đặt tên: Carl Anderson và Seth Neddermeyer, 1938 Muon là thành viên của họ lepton và hành xử giống
Sơ lược từ nguyên vật lí hạt (Phần 1)
26/06/2017
Làm thế nào proton, photon và các hạt khác có được tên gọi của chúng? Theo năm tháng, các nhà vật lí đã đặt tên cho những
Vui Lòng Đợi

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