Giữa hai bến sông A, B có hai tàu chuyển thư chạy thẳng đều. Tàu đi từ A chạy xuôi dòng, tàu đi từ B chạy ngược dòng. Khi gặp nhau và chuyển thư, mỗi tàu tức thì trở lại bến xuất phát. Nếu kh


Câu hỏi:

Giữa hai bến sông A, B có hai tàu chuyển thư chạy thẳng đều. Tàu đi từ A chạy xuôi dòng, tàu đi từ B chạy ngược dòng. Khi gặp nhau và chuyển thư, mỗi tàu tức thì trở lại bến xuất phát. Nếu khởi hành cùng lúc thì tàu từ A đi và về mất 3 h, tàu từ B đi và về mất 1 h 30 phút. Để thời gian đi và về của hai tàu là như nhau thì tàu A phải xuất phát muộn hơn tàu B bao lâu? Biết vận tốc mỗi tàu đối với nước như nhau và không đổi lúc đi cũng như lúc về. Khi xuôi dòng vận tốc của nước làm tàu nhanh hơn khi ngược dòng.

Trả lời:

Lời giải

Media VietJack

Gọi C là điểm gặp nhau, v là vận tốc dòng nước.

Theo đề bài: vận tốc 2 tàu so với dòng nước bằng nhau, ta gọi là V

Vì hai tàu xuất phát cùng lúc và gặp nhau tại C nên t1 = t3 (1)

Sau đó, 2 tàu quay trở lại tổng thời gian tàu A đi là 3 h, tàu B đi là 1,5 h.

t1 + t2 = 3 h

t3 + t4 = 1,5 h

Thời gian đi của tàu từ A tới C: \({t_1} = \frac{{AC}}{{V + v}}\)

Thời gian về của tàu từ C tới A: \({t_2} = \frac{{AC}}{{V - v}}\)

Thời gian tàu đi từ A cả đi lẫn về là

\({t_1} + {t_2} = 3 \Leftrightarrow \frac{{AC}}{{V + v}} + \frac{{AC}}{{V - v}} = AC\left( {\frac{1}{{V + v}} + \frac{1}{{V - v}}} \right)\, = 3\) (2)

 Media VietJack

Thời gian đi của tàu từ B tới C: \({t_3} = \frac{{BC}}{{V - v}}\)

Thời gian về của tàu từ C tới B: \({t_4} = \frac{{BC}}{{V + v}}\)

Thời gian tàu đi từ B cả đi lẫn về là

\({t_3} + {t_4} = 1,5 \Leftrightarrow \frac{{BC}}{{V - v}} + \frac{{BC}}{{V + v}} = BC\left( {\frac{1}{{V - v}} + \frac{1}{{V + v}}} \right) = 1,5\) (3)

Từ (2), (3) \( \Rightarrow AC = 2BC\) \( \Rightarrow AC = \frac{2}{3}AB\) thay vào (1) được:

Mà thời gian đi của tàu từ A tới C bằng thời gian đi của tàu từ B tới C nên

\(\frac{{AC}}{{V + v}}\)\( = \frac{{BC}}{{V - v}}\) \( \Rightarrow V = 3v\)

Thay \(AC = \frac{2}{3}AB\) và V = 3v vào (2)

\(\frac{2}{3}AB\left( {\frac{1}{{4v}} + \frac{1}{{2v}}} \right)\, = 3 \Rightarrow AB = 6v\)(4)

Để thời gian cả đi lẫn về của hai tàu như nhau thì hai tàu gặp nhau ở vị trí C’

t’1 + t’2 = t’3 + t’4

\( \Rightarrow \frac{{AC'}}{{V + v}} + \frac{{AC'}}{{V - v}} = \frac{{BC'}}{{V - v}} + \frac{{BC'}}{{V + v}} \Rightarrow AC' = BC' = \frac{{AB}}{2}\)

Khi xuất phát tàu B xuất phát trước tàu A một khoảng t0, ta có:

\(t_3^' - t_1^' = {t_0}\)\( \Rightarrow \frac{{BC'}}{{V - v}} - \frac{{AC'}}{{V + v}} = {t_0}\)

\( \Rightarrow BC'\left( {\frac{1}{{V - v}} - \frac{1}{{V + v}}} \right) = {t_0} \Rightarrow \frac{{AB}}{2}\left( {\frac{1}{{2v}} - \frac{1}{{4v}}} \right) = {t_0}\)

Thay (4) vào \( \Rightarrow {t_0} = \frac{{6v}}{2}.\frac{1}{{4v}} = 0,75\,h\)

Vậy tàu A phải xuất phát muộn hơn tàu B là 0,75 h = 45 phút

Xem thêm bài tập Vật lí có lời giải hay khác:

Câu 1:

Một người đi xe đạp trên \(\frac{2}{3}\) đoạn đường đầu với vận tốc trung bình 15 km/h và \(\frac{1}{3}\) đoạn đường sau với vận tốc trung bình 20 km/h. Vận tốc trung bình của người đi xe đạp trên cả quãng đường là bao nhiêu?

Xem lời giải »


Câu 2:

Một người đi xe đạp trên \(\frac{2}{3}\) đoạn đường đầu với vận tốc trung bình 10 km/h và \(\frac{1}{3}\) đoạn đường sau với vận tốc trung bình 20 km/h. Vận tốc trung bình của người đi xe đạp trên cả quãng đường là bao nhiêu?

Xem lời giải »


Câu 3:

Một ca nô chạy trong hồ nước yên lặng có vận tốc tối đa 18 km/h. Nếu ca nô chạy ngang một con sông có dòng chảy theo hướng Bắc – Nam với vận tốc lên tới 5 m/s thì vận tốc tối đa nó có thể đạt được so với bờ sông là bao nhiêu và theo hướng nào?

Xem lời giải »


Câu 4:

Người ta dùng một mặt phẳng nghiêng có chiều dài 3 m để kéo một vật có khối lượng 300 kg với lực kéo 1200 N. Có thể kéo vật lên cao bao nhiêu mét? Biết hiệu suất của mặt phẳng nghiêng là 80%.

Xem lời giải »