Đồ thị vận tốc - thời gian trong Hình 9.3 là của một xe bus và một xe máy chạy

Giải SBT Vật Lí 10 Kết nối tri thức Bài 9: Chuyển động thẳng biến đổi đều

Haylamdo biên soạn và sưu tầm lời giải Câu hỏi 1.12 trang 17 sách bài tập Vật Lí lớp 10 trong Bài 9: Chuyển động thẳng biến đổi đều sách Kết nối tri thức. Hy vọng rằng với lời giải chi tiết nhất sẽ giúp học sinh dễ dàng nắm được cách làm bài tập trong SBT Vật Lí 10.

Câu hỏi 1.12 trang 17 sách bài tập Vật Lí lớp 10: Đồ thị vận tốc - thời gian trong Hình 9.3 là của một xe bus và một xe máy chạy cùng chiều trên một đường thẳng. Xe bus đang đứng yên, bắt đầu chuyển động thì xe máy đi tới.

a) Tính gia tốc của xe bus trong 4 s đầu và trong 4 s tiếp theo.

b) Khi nào thì xe bus bắt đầu chạy nhanh hơn xe máy?

c) Khi nào thì xe bus đuổi kịp xe máy?

d) Xe máy đi được bao nhiêu mét thì bị xe bus đuổi kịp?

e) Tính vận tốc trung bình của xe bus trong 8 s đầu.

Lời giải:

a) Gia tốc của xe bus trong 4 s đầu: $a_{1} = \frac{Δ v_{1}}{Δ t_{1}} = \frac{8 - 0}{4 - 0} = 2 m / s^{2}$

Gia tốc của xe bus trong 4 s tiếp theo: $a_{2} = \frac{Δ v_{2}}{Δ t_{2}} = \frac{12 - 8}{8 - 4} = 1 m / s^{2}$

b) Sau giây thứ 4 thì vận tốc của xe bus lớn hơn vận tốc của xe máy.

c) Dựa vào đồ thị, diện tích hình giới hạn bởi đường biểu diễn trong đồ thị vận tốc - thời gian có độ lớn bằng quãng đường đi được. Khi hai xe gặp nhau, thì diện tích hình giới hạn bởi đường biểu diễn cho hai xe bằng nhau.

Ta thấy diện tích hình chữ nhật OAHI giới hạn bởi đường biểu diễn v – t cho xe máy bằng với diện tích hình OCKLI giới hạn bởi đường biểu diễn v – t cho xe bus cùng bằng 10 ô. Do đó, tại thời điểm t = 10 s thì d₁= d₂, nghĩa là xe bus đuổi kịp xe máy.

Kiểm tra bằng phương trình chuyển động:

Đối với xe bus:

Trong 4 s đầu: $d_{1} = \frac{1}{2} a_{1} t_{1}^{2} = \frac{1}{2} {.2.4}^{2} = 16 m$ .

Trong 4 s tiếp theo: $d_{2} = v_{0} t_{2} + \frac{1}{2} a_{2} t_{2}^{2} = 8.4 + \frac{1}{2} {.1.4}^{2} = 40 m$

Trong các giây tiếp theo: $d_{3} = v_{3} t_{3} = 12 t_{3}$

Nếu gọi thời điểm hai xe gặp nhau là t thì $t_{3} = t \pm (t_{1} + t_{2}) \Rightarrow t_{3} = t \pm 8$ .

Chọn dấu “-” vì trong 8 s đầu xe bus mới đi được d₁+ d₂= 56 m, còn xe máy đã đi được $d_{m} = v_{m} t_{m} = 8.8 = 64 m > 56 m$ .

Độ dịch chuyển của xe máy trong thời gian t là $d_{m} = v_{m} t = 8 t$ (1)

Độ dịch chuyển của xe bus trong thời gian t là

d_b= 16 + 40 + 12t₃= 16 + 40 + 12(t - 8) = 12t - 40 (2)

Khi hai xe gặp nhau $d_{m} = d_{b} \Rightarrow 12 t - 40 = 8 t \Rightarrow t = 10 s$ .

Hai xe gặp nhau tại thời điểm t = 10 s.

d) Khi đó xe máy chạy được $d_{m} = v_{m} t = 8 t = 8.10 = 80 m$ .

e) Vận tốc trung bình của xe bus trong 8 s đầu $v_{t b} = \frac{d_{1} + d_{2}}{t_{1} + t_{2}} = \frac{16 + 40}{8} = 7 m / s$

Xem thêm lời giải Sách bài tập Vật Lí 10 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

❮ Bài trước Bài sau ❯