Công thức tính lực hướng tâm trong chuyển động tròn đều lớp 10?

1. Khái niệm lực hướng tâm trong chuyển động tròn đều

Lực hướng tâm  có phương dọc theo bán kính, chiều hướng vào tâm quỹ đạo và được gọi là lực hướng tâm và có độ lớn không đổi.

2. Công thức lực hướng tâm trong chuyển động tròn đều

Lực hướng tâm có độ lớn không đổi và được tính theo công thức:

Trong đó:

• m: khối lượng vật (kg)

• v: tốc độ dài (m/s); 

• ω: tốc độ góc (rad/s); 

• R: bán kính quỹ đạo ( m)

Ví dụ 1: Một vệ tinh nhân tạo có khối lượng 100kg, được phóng lên quỹ đạo quanh Trái Đất ở độ cao 153km. Chu kì của vệ tinh chuyển động quanh Trái Đất là 5.10³s và bán kính Trái Đất là R = 6400km. Tính độ lớn của lực hướng tâm tác dụng lên vệ tinh?

Lời giải:

Tốc độ góc:  

Lực hướng tâm:  

⇒ Độ lớn lực hướng tâm tác dụng lên vệ tinh:

(Lưu ý: Trong công thức trên ta kí hiệu r là bán kính quỹ đạo, R là bán kính trái đất, h là độ cao của vệ tinh so với bề mặt trái đất)

Ví dụ 2: Vinasat – 1 là vệ tinh viễn thông địa tĩnh (có vị trí cố định trong không gian so với Trái Đất) đầu tiên của Việt Nam được phóng vào vũ trụ năm 2008. Biết khối lượng vệ tinh là m = 2,7 tấn và vệ tinh có quỹ đạo chuyển động nằm trong mặt phẳng xích đạo cách tâm Trái Đất 42000 km. Hãy xác định độ lớn lực hướng tâm do Trái Đất tác dụng lên vệ tinh.

Lời giải:

Chu kì quay của vệ tinh quanh Trái Đất là 1 ngày đêm (vì vệ tinh có vị trí cố định trong không gian so với trái đất nên nó có chu kì quay bằng với chu kì tự quay của Trái Đất).

T = 86400 (s)

Độ lớn lực hướng tâm là:

F_ht = mω²R = (2,7.1000).(7,27.10^–5)².(42000.1000) = 600 (N)