Một chiếc thuyền buồm chạy ngược dòng sông, sau 1 giờ đi được 10km

Giải Vật lí 10 Bài 6: Tính tương đối của chuyển động. Công thức cộng vận tốc

Video Giải Bài 5 trang 38 Vật lí 10

Bài 5 trang 38 Vật lí 10:

A. 8 km/h

B. 10 km/h

C. 12 km/h

D. Một đáp án khác.

Đáp án đúng là C.

* Lời giải:

- Theo bài ta có:

t₁ = 1h; s₁ = 10km;

t₂ = 1 phút = $\frac{1}{60}$h;

$s_2=\frac{100}{3}m=\frac{0,1}{3}km$

- Gọi thuyền: 1; nước: 2; bờ: 3

Vận tốc của thuyền so với bờ có độ lớn là:

$\left.v_{1,3}\right|=\frac{s_1}{t_1}=\frac{10}{1}=10km/h$

Vận tốc của nước so với bờ chính là vận tốc trôi của khúc gỗ, do đó độ lớn vận tốc của nước so với bờ là:

$\left.v_{2,3}\right|=\frac{s_2}{t_2}=\frac{\frac{0,1}{3}}{\frac{1}{60}}=2km/h$

Áp dụng công thức cộng vận tốc: ${\overrightarrow{v}}_{1,3}={\overrightarrow{v}}_{1,2}+{\overrightarrow{v}}_{2,3}$

Vì nước chuyển động ngược chiều so với thuyền nên:

|v_1,3| = |v_1,2| - |v_2,3|

Vận tốc của thuyền so với nước là:

|v_1,2| = |v_1,3| + |v_2,3| = 10 + 2 = 12 km/h

* Phương pháp giải:

- Tính độ lớn vận tóc của thuyền so với bờ; độ lớn vận tốc của nước so với bờ

- áp dụng công thức vận tốc và xem xét xem nước đang chuyển động cùng chiều hay ngược chiều với thuyền để lấy giá trị độ lớn và tính

* Lý thuyết nắm thêm về tính tương đôi của chuyển động:

Công thức

- Một chiếc thuyền đang chạy trên một dòng sông. Ta sẽ xét chuyển động của thuyền trong hai hệ qui chiếu:

+ Hệ quy chiếu (x0y) gắn với bờ coi như hệ quy chiếu đứng yên.

+ Hệ quy chiếu (x’0y’) gắn với một vật trôi theo dòng nước là hệ quy chiếu chuyển động.

- Gọi thuyền là số 1 (ứng với vật chuyển động), nước là số 2 (ứng với hệ quy chiếu chuyển động), bờ là số 3 (ứng với hệ quy chiếu đứng yên). Ta có:

+$\underset{v_{1,3}}{\to }$là vận tốc của thuyền đối với bờ, tức là đối với hệ quy chiếu đứng yên. Vận tốc này gọi là vận tốc tuyệt đối.

+$\underset{v_{1,2}}{\to }$là vận tốc của thuyền đối với nước, tức là đối với hệ quy chiếu chuyển động. Vận tốc này gọi là vận tốc tương đối.

+$\underset{v_{2,3}}{\to }$là vận tốc của nước đối với bờ. Đó là vận tốc của hệ quy chiếu chuyển động so với hệ quy chiếu đứng yên. Vận tốc này gọi là vận tốc kéo theo.

Ta có hệ thức:$\overrightarrow{v_{1,3}}=\overrightarrow{v_{1,2}}+\overrightarrow{v_{2,3}}$(1)

Kiến thức mở rộng

- Trường hợp:$\overrightarrow{v_{1,2}}\nearrow \nearrow$$\overrightarrow{v_{2,3}}$=> (1) trở thành: v_1,3= v_1,2+ v_2,3

- Trường hợp:=> (1) trở thành: v_1,3= |v_1,2- v_2,3|

- Trường hợp:$\overrightarrow{v_{1,2}}\perp \overrightarrow{v_{2,3}}$=> (1) trở thành:$v_{1,3}=\sqrt{{v^2}_{1,2}+{v^2}_{2,3}}$

- Trường hợp:=> (1) trở thành: