Câu 3: Lồng giặt của một máy giặt TOSHIBA khi hoạt động ổn định thì tốc độ quay từ 10 vòng/giây đến 30 vòng/giây tùy thuộc vào chế độ giặt. Đường kính lồng giặt thường khoảng 50 cm.
- a. Quỹ đạo của một điểm trên lồng giặt là đường tròn.
- Đúng. Khi lồng giặt quay, mọi điểm cố định trên lồng giặt sẽ vạch ra một đường tròn có tâm là trục quay của lồng giặt.
- b. Tốc độ góc của máy giặt khi hoạt động ở chế độ thấp nhất là: 20π Rad/s.
- Tốc độ quay thấp nhất là 10 vòng/giây.
- Để chuyển đổi sang tốc độ góc (Rad/s), ta nhân với 2π: ω=10 voˋng/giaˆy×2π Rad/voˋng=20π Rad/s.
- Đúng.
- c. Khi hoạt động ổn định, gia tốc của điểm trên lồng giặt lớn nhất là 60π2 m/s².
- Tốc độ quay lớn nhất là 30 vòng/giây, tương ứng với tốc độ góc ωmax=30×2π=60π Rad/s.
- Bán kính của lồng giặt là r=250 cm=25 cm=0.25 m.
- Gia tốc hướng tâm của một điểm trên lồng giặt là aht=ω2r.
- Gia tốc hướng tâm lớn nhất xảy ra khi tốc độ góc lớn nhất: aht_max=(60π)2×0.25=3600π2×0.25=900π2 m/s2.
- 900π2≈900×(3.14)2≈900×9.86≈8874 m/s2.
- Giá trị 60π2 m/s² là Sai.
- d. Khi chế độ giặt với tốc độ quay 30 vòng/giây thì quần áo được vắt khô nhất.
- Tốc độ quay càng cao, lực ly tâm tác dụng lên nước trong quần áo càng lớn, giúp vắt nước ra ngoài hiệu quả hơn. Do đó, tốc độ quay 30 vòng/giây sẽ cho hiệu quả vắt khô cao hơn so với tốc độ 10 vòng/giây.
- Đúng.
Câu 4: Vòng quay Sun Wheel tại Asia Park của TP Đà Nẵng có đường kính 105m, lọt top 5 các vòng quay cao nhất hành tinh, cũng là một trong hai vòng quay cao nhất Việt Nam. Vòng quay có tổng cộng 64 cabin đặt cách đều nhau, mỗi cabin có sức chứa tối đa 6 người. Mỗi lượt quay một vòng, vòng quay Sun Wheel đưa du khách chiêm ngưỡng toàn cảnh Đà Nẵng trong thời gian 15 phút.
- a. Độ dịch chuyển góc giữa hai cabin liên tiếp là π/3 rad.
- Có 64 cabin đặt cách đều nhau trên vòng tròn 2π radian.
- Độ dịch chuyển góc giữa hai cabin liên tiếp là 642π=32π rad.
- Giá trị π/3 rad là Sai.
- b. Tốc độ góc của vòng quay là 2π Rad/s.
- Thời gian để vòng quay thực hiện một vòng là 15 phút = 15×60=900 giây.
- Tốc độ góc ω=ΔtΔθ=900 s2π rad=450π Rad/s.
- Giá trị 2π Rad/s là Sai.
- c. Để đảm bảo an toàn cho người chơi cần giới hạn vận tốc quay và bán kính vòng quay sao cho lực hướng tâm không vượt ngưỡng an toàn.
- Lực hướng tâm cần thiết để giữ người trên vòng quay là Fht=mω2r. Để đảm bảo an toàn, lực này không được vượt quá một ngưỡng nhất định (liên quan đến độ bền của cấu trúc và cảm giác chịu đựng của con người). Việc giới hạn vận tốc góc (ω) và bán kính (r) là cần thiết để kiểm soát lực hướng tâm.
- Đúng.
- d. Một người có khối lượng 60kg ngồi trên cabin, khi lên cao nhất lực hướng tâm của người bằng 600N.
- Bán kính vòng quay là r=2105 m=52.5 m.
- Tốc độ góc ω=450π Rad/s.
- Lực hướng tâm tác dụng lên người là Fht=mω2r=60×(450π)2×52.5.
- Fht=60×202500π2×52.5≈60×2025009.87×52.5≈60×0.0000487×52.5≈0.153 N.
- Giá trị 600N là Sai. Lực hướng tâm ở vị trí cao nhất sẽ hướng xuống dưới và có độ lớn rất nhỏ so với 600N (đó là trọng lực của người).