Bài toán hai chuyển động tròn đều được liên kết với nhau bởi dây xích

VnHocTap.com giới thiệu đến các em học sinh lớp 10 bài viết Bài toán hai chuyển động tròn đều được liên kết với nhau bởi dây xích, nhằm giúp các em học tốt chương trình Vật lí 10.

Nội dung bài viết Bài toán hai chuyển động tròn đều được liên kết với nhau bởi dây xích:
Vấn đề 3. Hai chuyển động tròn đều được liên kết với nhau bởi dây xích + Bánh đĩa của xep đạp được liên kết với bánh líp của xe đạp bởi một dây xích. Đĩa và líp xe được chuyển động bằng xích nên trong cùng một khoảng thời gian quãng đường một điểm trên vành đĩa đi được và quãng đường một điểm trên vành líp đi được là như nhau. + Gọi n1 và n2 lần lượt là số vòng quay của đĩa và líp, R1 và R2 lần lượt là bán kính của đĩa và líp ta có: 2 1 n R s n.
Ví dụ 12: Tìm quãng đường mà người đi xe đạp đi được khi người đi xe đạp quay được 20 vòng bàn đạp. Biết đường kính bánh xe là d = 80 cm, gấp 4 lần đường kính bánh đĩa và gấp 10 lần đường kính bánh líp. Hướng dẫn + Gọi R là bán kính bánh xe thì bán kính đĩa R1 và líp R2 là: 1 2 R R 4 + Gọi n1 và n2 lần lượt là số vòng quay được của đĩa và líp + Đĩa và líp xe được chuyển động bằng xích nên trong cùng một khoảng thời gian quãng đường một điểm trên vành đĩa đi được và quãng đường một điểm trên vành líp đi được là như nhau, do đó: 2 1 n R s n π. Khi người đi xe đạp quay được 20 vòng bàn đạp thì bánh đĩa cũng quay được 20 vòng ⇒ n1 = 20 vòng ⇒ số vòng bánh líp quay được: 2 1 n 50 vòng + Vì bánh líp gắn liền với bánh xe nên số vòng quay được của bánh xe bằng số vòng quay của bánh líp ⇒ bánh xe quay được 50 vòng. + Quãng đường đi được là: s 50 d.
Ví dụ 13: Bán kính của đĩa xe đạp là R1 = 9 cm, bánh kính của líp là R2 = 4 cm, bán kính của bánh xe là R = 33 cm. Xe đạp chuyển động thẳng đều với tốc độ v = 3,96 m/s. Cho rằng người đi xe đạp đều, đĩa và líp quay đều. a) Tính tốc độ góc của bánh xe (đối với người đi xe). b) Tính tốc độ dài của một điểm trên vành líp (đối với trục của bánh xe). c) Tính tốc độ góc và tần số quay của đĩa (theo đơn vị vòng/phút) Hướng dẫn a) Tốc độ dài của một điểm trên vành bánh xe bằng vận tốc chuyển động của xe, tức là v = 3,96 m/s. + Tốc độ góc của bánh xe: v 3,96 12 rad/s b) Vì líp xe quay cùng tốc độ góc với bánh xe nên tốc độ góc của líp là: ω2 = ω = 12 rad/s. + Tốc độ dài của một điểm trên vành líp là: v R 12 c) Gọi n1 và n2 lần lượt là số vòng quay được của đĩa và líp. + Đĩa và líp xe được chuyển động bằng xích nên trong cùng một khoảng thời gian quãng đường một điểm trên vành đĩa đi được và quãng đường một điểm trên vành líp đi được là như nhau, do đó: 2 1 n R s n + Gọi ω1 là tốc độ góc của đĩa, ta có: 2 2 12 16 rad/s + Tần số quay của đĩa: 1f 0,85 2 π (vòng/s) ≈ 51 vòng/phút.