Cộng đồng chia sẻ tri thức Lib24.vn

Bài 6: Tính tương đối của chuyển động. Công thức cộng vận tốc

Lý thuyết
Mục lục
* * * * *

Bài 6.1 trang 18 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10

Một ô tô khách đang chạy trên đường. Đối với người nào dưới đây, ô tô đang đứng yên ?

A. Người đứng bên lề đường.

B. Người đi xe máy đang bị xe khách vượt qua.

C. Người lái xe con đang vượt xe khách.

D. Một hành khách ngồi trong ô tô.

Hướng dẫn giải

Chọn đáp án D

Bài 6.2, 6.3, 6.4, 6.5 trang 19 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10

6.2. Để xác định chuyển động của các trạm thám hiểm không gian, tại sao người ta không chọn hệ quy chiếu gắn với Trái Đất?

A. Vì hộ quy chiếu gắn với Trái Đất có kích thước không lớn.

B. Vì hệ quy chiếu gắn với Trái Đất không thông dụng.

C. Vì hệ quy chiếu gắn với Trái Đất không cố định trong không gian vũ trụ.

D. Vì hệ quy chiếu gắn với Trái Đất không thuận tiện.

6.3. Hành khách A đứng trên toa tàu, nhìn qua cửa sổ toa sang hành khách B ở toa tàu bên cạnh. Hai toa tàu đang đỗ trên hai đường tàu song song với nhau trong sân ga. Bỗng A thấy B chuyển động về phía sau. Tinh huống nào sau đây chắc chắn không xảy ra ?

A. Cả hai toa tàu cùng chạy về phía trước. A chạy nhanh hơn.

B. Cả hai toa tàu cùng chạy về phía trước. B chạy nhanh hơn.

C. Toa tàu A chạy về phía trước. Toa tàu B đứng yên.

D. Toa tàu A đứng yên. Toa tàu B chạy về phía sau.

6.4. Hoà đứng yên trên sân ga. Bình đứng yên trong toa tàu cũng đang đứng yên. Bỗng toa tàu chạy về phía trước với vận tốc 7,2 km/h. Hoà bắt đầu chạy theo toa tàu cũng với vận tốc ấy. Bình thì chạy ngược với chiều chuyển động của toa với vận tốc 7,2 km/h đối với toa. Hỏi vận tốc của Bình đối với sân ga và đối với Hoà bằng bao nhiêu ?

A. vBình, ga  = -7,2 km/h ; v Bình, Hòa  = 0.

B. vBình, ga  = 0; vBình, Hoà  = - 7,2 km/h.

C. vBình, ga  = 7,2 km/h ; vBình, Hòa  = 14,4 km/h.

D. vBình, ga  = 14,4 km/h ; vBình, Hòa  = 7,2 km/h.

6.5. Một chiếc thuyền chuyển động thẳng ngược chiều dòng nước với vận tốc 6,5

km/h đối với dòng nước. Vận tốc chảy của dòng nước đối với bờ sông là 1,5 km/h. Vận tốc v của thuyền đối với bờ sông là bao nhiêu ?

A. 8,00 km/h.                               B. 5,00 km/h.            

C. 6,70 km/h.                               D. 6,30 km/h.

Hướng dẫn giải

6.2: Chọn đáp án C

6.3: Chọn đáp án B

6.4: Chọn đáp án B

6.5: Chọn đáp án B

Bài 6.6 trang 19 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10

Hai ô tô cùng xuất phát từ hai bến xe A và B cách nhau 20 km trên một đoạn đường thẳng. Nếu hai ô tô chạy ngược chiều thì chúng sẽ gặp nhau sau 15 phút. Nếu hai ô tô chạy cùng chiều thì chúng sẽ đuổi kịp nhau sau 1 giờ. Tính vận tốc của mỗi ô tô.

Hướng dẫn giải

Gọi v1,2 là vận tốc của ô tô (1) đi từ bến A đối với ô tô (2) đi từ bến B, v1,3 là vận tốc của ô tô (1) đi từ bến A đối với bến xe (3) và v2,3 là vận tốc của ô tô (2) đi từ bến B đối với bến xe (3).

- Khi hai ô tô chạy ngược chiều nhau thì ô tô đi từ A tiến gần lại B, nên v1,3 và v1,2 cùng phương chiều, còn v2,3 ngược chiều với v1,3 và v1,2. Do đó, theo công thức cộng vận tốc ta có:

v1,3 = v1,2 – v2,3

Suy ra v1,2 = v1,3 + v2,3

Ô tô (1) cách ô tô (2) một đoạn đường s = 20 km và chuyển động lại gần ô tô (2) với vận tốc v1,2 và gặp nhau sau khoảng thời gian t = 15 phút = 0,25 giờ, nghĩa là đi hết đoạn đường s = 20 km. Do đó

\({v_{1,2}} = {s \over t} = {{20} \over {0,25}} = 80(km/h)\)

Thay v1,2 = 80 km/h vào trên ta được v1,2 = v1,3 + v2,3 = 80(1)

- Khi hai ô tô chạy cùng chiều nhau thì cả ba vận tốc v1,3; v’1,2; v2,3 đều cùng phương chiều. Do đó theo công thức cộng vận tốc ta có

v1,3 = v’1,2 + v2,3

Suy ra v’1,2 = v1,3 – v2,3 (2)

Thay \({v'_{1,2}} = {s \over {t'}} = {{20} \over 1} = 20(km/h)\) vào biểu thức (2) ta có v’1,2 = v1,3 – v2,3 = 20 (3)

Giải hệ phương trình (1) và (3) ta được vận tốc của hai ô tô: v1,3 = 50 km/h; v2,3 = 30 km/h

Bài 6.7 trang 20 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10

Một ca nô chạy thẳng đều xuôi theo dòng từ bến A đến bến B cách nhau 36 km mất một khoảng thời gian là 1 giờ 30 phút. Vận tốc của dòng chảy là 6 km/h.

a) Tính vận tốc của ca nô đối với dòng chảy.

b) Tính khoảng thời gian ngắn nhất để ca nô chạy ngược dòng chảy từ bến B trở về đến bến A.

Hướng dẫn giải

Gọi v1,2 là vận tốc của ca nô (1) đối với dòng chảy (2), v2,3 là vận tốc của dòng chảy đối với bờ sông (3) và v1,3 là vận tốc của ca nô đối với bờ sông.

a. Khi ca nô chạy xuôi chiều dòng chảy thì các vận tốc v1,2 và v2,3 có cùng phương chiều, nên theo công thức cộng vận tốc thì vận tốc v1,3 của ca nô đối với bờ sông được xác định theo công thức v1,3 = v1,2 + v2,3

Thay \({v_{1,3}} = {s \over t} = {{36} \over {1,5}} = 24(km/h)\) và v2,3 = 6 (km/h) vào, ta suy ta được giá trị vận tốc v1,2 của ca nô đối với dòng chảy bằng: v1,2 = v1,3 – v2,3 = 24 – 6 = 18 km/h

b. Khi ca nô chạy ngược chiều dòng chảy thì các vận tốc v1,2 và v2,3 ngược chiều nên vận tốc v’1,3 của ca nô đối với bờ sông trong trường hợp này được xác định theo công thức  v’1,3 = v1,2 -  v2,3

Thay số, ta tìm được: v’1,3 = 18 – 6 = 12 km/h

Như vậy khoảng thời gian ngắn nhất để ca nô chạy ngược dòng chảy từ bến B trở về bến A sẽ bằng

\(t' = {s \over {{{v'}_{1,3}}}} = {{36} \over {12}} = 3(h)\)

Có thể bạn quan tâm