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

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

Câu hỏi 9.12 trang 17 SBT Vật lí 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: $a_1=\frac{\Delta v_1}{\Delta t_1}=\frac{8-0}{4-0}=2m/s^2$

Gia tốc của xe bus trong 4 s tiếp theo: $a_2=\frac{\Delta v_2}{\Delta t_2}=\frac{12-8}{8-4}=1m/s^2$

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: $d_1=\frac{1}{2}{a}_1{t}_1^2=\frac{1}{2}{\mathrm{.2.4}}^2=16m$ .

Trong 4 s tiếp theo: $d_2=v_0{t}_2+\frac{1}{2}{a}_2{t}_2^2=8.4+\frac{1}{2}{\mathrm{.1.4}}^2=40m$

Trong các giây tiếp theo: $d_3=v_3{t}_3=12t_3$

Nếu gọi thời điểm hai xe gặp nhau là t thì $t_3=t\pm \left(t_1+t_2\right)\Rightarrow t_3=t\pm 8$.

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

Độ dịch chuyển của xe máy trong thời gian t là $d_m=v_{m}t=8t$ (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 $d_m=d_b\Rightarrow 12t-40=8t\Rightarrow t=10s$.

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

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

e) Vận tốc trung bình của xe bus trong 8 s đầu 

$v_{tb}=\frac{d_1+d_2}{t_1+t_2}=\frac{16+40}{8}=7m/s$

Xem thêm các bài giải sách giáo khoa Vật lí 10 bộ sách Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Câu hỏi 9.1 trang 15 SBT Vật lí 10: Chuyển động nào sau đây không phải là chuyển động... 

Câu hỏi 9.2 trang 15 SBT Vật lí 10: Công thức liên hệ giữa độ dịch chuyển, vận tốc và gia tốc... 

Câu hỏi 9.3 trang 15 SBT Vật lí 10: Đồ thị nào sau đây là của chuyển động thẳng chậm dần... 

Câu hỏi 9.4 trang 15 SBT Vật lí 10: Chuyển động thẳng chậm dần đều có tính chất nào sau đây?... 

Câu hỏi 9.5 trang 15 SBT Vật lí 10: Các chuyển động sau đây có thể phù hợp với đồ thị nào trong bốn đồ thị trên... 

Câu hỏi 9.6 trang 16 SBT Vật lí 10: Hình 9.1 là đồ thị vận tốc - thời gian của ba chuyển động... 

Câu hỏi 9.7 trang 16 SBT Vật lí 10: Một máy bay có vận tốc khi tiếp đất là 100 m/s. Để giảm... 

Câu hỏi 9.8 trang 16 SBT Vật lí 10: Một ô tô khi hãm phanh có thể có gia tốc 3 m/s²? Hỏi khi ô... 

Câu hỏi 9.9 trang 16 SBT Vật lí 10: Một người đi xe máy trên một đoạn đường thẳng muốn đạt... 

Câu hỏi 9.10 trang 16 SBT Vật lí 10: Một xe đạp đang đi với vận tốc 2 m/s thì xuống dốc... 

Câu hỏi 9.11 trang 17 SBT Vật lí 10: Hai vật A và B chuyển động cùng chiều trên đường thẳng... 

Xem thêm lời giải sách bài tập Vật lí lớp 10 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác: 

Bài 10: Sự rơi tự do

Bài 12: Chuyển động ném

Bài tập cuối chương 2

Bài 13: Tổng hợp và phân tích lực cân bằng lực

Bài 14: Định luật 1 Newton