Một đường dốc AB có độ dài là 400m. Một người đang đi xe đạp với vận tốc 2m/s thì bắt đầu xuống dốc tại đỉnh A với gia tốc $0,2m/s^2$, cùng lúc đó một ô tô lên dốc từ chân dốc B chậm dần đều với vận tốc 20m/s và gia tốc là $0,4m/s^2$.

a. Viết phương trình tọa độ và phương trình vận tốc của hai xe

b. Sau bao lâu hai xe gặp nhau, vị trí gặp nhau và tìm vận tốc của mỗi xe lúc gặp nhau ?

c. Xác định thời điểm để hai xe cách nhau 40m ?

*Lời giải

Chọn chiều dương là chiều từ đỉnh đến chân dốc, gốc toạ độ tại đỉnh A, gốc thời gian là lúc xe A xuống dốc.

Đối với xe A:

Thay thời gian loại nghiệm ta có hai thời điểm vật cách nhau 40m là

* Phương pháp giải:

Nắm kỹ lý thuyết vận tốc tương đối

* Lý thuyết nắm thêm:

1. Khái niệm

- Nếu vật chuyển động ngược dòng thì có lực cản của dòng nước; nếu chuyển động xuôi dòng thì có thêm vận tốc dòng nước.

2. 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:

$\overrightarrow{v_{1,3}}$ 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.

$\overrightarrow{v_{1,2}}$ 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.

$\overrightarrow{v_{2,3}}$ 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: $\overrightarrow{v_{1,3}}=\overrightarrow{v_{1,2}}+\overrightarrow{v_{2,3}} \left(1\right)$

3. Kiến thức mở rộng

- Trường hợp: $\overrightarrow{v_{1,2}}$ cùng hướng với $\overrightarrow{v_{2,3}}$ => (1) trở thành $v_{1,3}=v_{1,2}+v_{2,3}$

- Trường hợp: $\overrightarrow{v_{1,2}}$ khác hướng với $\overrightarrow{v_{2,3}}$ => (1) trở thành: $v_{1,3}=\left|v_{1,2}-v_{2,3}\right|$

- 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: $\alpha =\left(\overrightarrow{v_{1,2}}, \overrightarrow{v_{2,3}}\right)$ => (1) trở thành: $v_{1,3}=\sqrt{{v^2}_{1,2}+{v^2}_{2,3}+2.v_{1,2}.v_{2,3}.\cos \alpha }$

Xem thêm các bài viết liên quan hay, chi tiết:

Công thức tính tương đối của vận tốc và cách giải các dạng bài tập (2025) chi tiết nhất

Trắc nghiệm Tính tương đối của chuyển động có đáp án – Vật lí lớp 10