Giải SBT Vật lí 10 trang 32 Chân trời sáng tạo

Giải SBT Vật lí 10 trang 32 Chân trời sáng tạo

Bài 10.3 trang 32 SBT Vật lí 10: Hãy giải thích tại sao để đạt được cùng một vận tốc từ trạng thái đứng yên, xe có khối lượng càng lớn sẽ tốn nhiều thời gian để tăng tốc hơn nếu lực kéo của động cơ là như nhau đối với các xe đang xét.

Lời giải:

Dựa vào công thức định luật II Newton $\overrightarrow{a}=\frac{\overrightarrow{F}}{m}$, ta thấy với cùng một lực thì vật có khối lượng càng lớn sẽ có gia tốc càng nhỏ nên có sự thay đổi vận tốc chậm hơn.

Bài 10.4 trang 32 SBT Vật lí 10: Để giảm tai nạn giữa tàu hỏa và các phương tiện giao thông đường bộ khác, tại các vị trí giao nhau của đường sắt và đường bộ, người ta thường có lắp đặt các thanh chắn (barrier). Khi đèn báo hiệu có tàu đến, barrier sẽ được kéo xuống và tất cả các phương tiện tham gia giao thông không được đi qua đường ray. Dựa vào kiến thức đã học, em hãy giải thích tại sao barrier cần lại được kéo xuống sớm vài phút trước khi tàu đến.

Lời giải:

Tàu hỏa có khối lượng rất lớn nên mức quán tính của tàu lớn, tàu phải mất nhiều thời gian để giảm tốc độ nếu có sự xuất hiện của vật cản. Nếu các barrier được kéo xuống trễ và có phương tiện giao thông đi qua, tàu sẽ không kịp dừng lại, dẫn đến xảy ra tai nạn. Do đó, để đảm bảo an toàn, barrier cần được kéo xuống sớm vài phút trước khi tàu đến.

Bài 10.5 trang 32 SBT Vật lí 10: Một lực có độ lớn không đổi 2,5 N tác dụng vào một vật có khối lượng 200 g đang đứng yên. Quãng đường mà vật đi được trong khoảng thời gian 4 s tiếp theo bằng bao nhiêu? Biết lực ma sát có tác dụng không đáng kể, có thể bỏ qua.

Lời giải:

Áp dụng định luật II Newton, ta có:

$a=\frac{F}{m}=\frac{2,5}{0,2}=12,5m/s^2$

Quãng đường vật đi được:

$$\begin{gathered} s=\frac{1}{2}a.t^2=\frac{1}{2}.12,{5.4}^2 \\ =100m \end{gathered}$$

Bài 10.6 trang 32 SBT Vật lí 10: Lần lượt tác dụng một lực có độ lớn không đổi F lên vật 1 có khối lượng m₁ và vật 2 có khối lượng m₂ thì thấy gia tốc của hai vật có độ lớn lần lượt là 5 m/s² và 10 m/s². Hỏi nếu tác dụng lực này lên vật 3 có khối lượng

m₃ = m₁ m₂ thì độ lớn gia tốc của 3 vật bằng bao nhiêu?

Lời giải:

Ta có:

$$\begin{gathered} a_2=2a_1\Rightarrow \frac{F}{m_2}=2\frac{F}{m_1} \\ \Rightarrow m_1=2m_2 \end{gathered}$$

$\Rightarrow m_3=m_1-m_2=m_2$

Do hai vật cùng chịu một lực tác dụng nên:

$a_3=a_2=10m/s^2$

Bài 10.7 trang 32 SBT Vật lí 10: Một viên bi có khối lượng 3 kg ở trạng thái nghỉ được thả rơi tại độ cao 5 m so với mặt đất tại nơi có gia tốc trọng trường 9,8 m/s². Biết rằng trong quá trình chuyển động, vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực và lực cản của không khí có độ lớn không đáng kể. Xác định vận tốc của viên bi ngay trước khi nó chạm đất.

Lời giải:

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của vật.

Áp dụng định luật II Newton cho chuyển động của vật, ta có:

$a=\frac{F}{m}=\frac{P}{m}=\frac{m.g}{m}=g$

Ta có: 

$$\begin{gathered} v^2-v_0^2=2a.s \\ \Rightarrow v=\sqrt{2a.s}=\sqrt{2.9,8.5}\approx 9,9m/s \end{gathered}$$

Vậy vận tốc của vật ngay trước khi va chạm có chiều thẳng đứng hướng xuống và có độ lớn 9,9 m/s.

Bài 10.8 trang 32 SBT Vật lí 10: Một người mua hàng đẩy giỏ xe ban đầu đứng yên bởi một lực có độ lớn không đổi F thì nhận thấy phải mất t giây để xe đạt được tốc độ v. Biết rằng ban đầu giỏ xe không chứa hàng hóa và khối lượng của xe khi đó là m. Hỏi sau khi hàng được đặt trong giỏ xe thì người này cần phải tác động một lực F’ bằng bao nhiêu so với F để xe cũng đạt được tốc độ v từ trạng thái nghỉ sau t giây? Biết khối lượng hàng hóa là $\frac{m}{2}$.

Lời giải:

Gia tốc trong cả hai trường hợp là bằng nhau: a = a’

Theo định luật II Newton, suy ra:

$$\begin{gathered} \frac{F}{m}=\frac{F\text{'}}{m\text{'}} \\ \iff \frac{F}{m}=\frac{F\text{'}}{m+\frac{m}{2}} \\ \iff F\text{'}=1,5F \end{gathered}$$

Bài 10.9 trang 32 SBT Vật lí 10: Một xe lăn có khối lượng 50 kg đang đứng yên trên mặt sàn nằm ngang thì chịu tác dụng bởi một lực kéo không đổi theo phương ngang làm cho xe chuyển động từ đầu phòng đến cuối phòng trong khoảng thời gian 15s. Nếu người ta đặt lên xe một kiện hàng thì nhận thấy thời gian chuyển động của xe lúc này là 25 s dưới tác dụng của lực trên. Xem mọi ma sát và lực cản của không khí là không đáng kể. Khối lượng của kiện hàng được đặt lên xe là bao nhiêu?

Lời giải:

Gọi d là khoảng cách từ đầu phòng đến cuối phòng

+ Khi chưa đặt kiện hàng lên xe:

$$\begin{gathered} d=\frac{1}{2}{a}_1.t_1^2=\frac{1}{2}{.15}^2.a_1 \\ =112,5a_1\left(1\right) \end{gathered}$$

+ Khi đã đặt kiện hàng lên xe:

$$\begin{gathered} d=\frac{1}{2}{a}_2.t_2^2=\frac{1}{2}{.25}^2.a_2 \\ =312,5a_2\left(2\right) \end{gathered}$$

Từ (1) và (2), suy ra:

$$\begin{gathered} 112,5a_1=312,5a_2 \\ \iff 112,5.\frac{F}{50}=312,5.\frac{F}{50+m} \end{gathered}$$

$\iff \frac{112,5}{50}=\frac{312,5}{50+m}$$\Rightarrow m=\frac{800}{9}\approx 88,89kg$

Xem thêm lời giải sách bài tập Vật lí lớp 10 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Giải SBT Vật lí 10 trang 29

Giải SBT Vật lí 10 trang 30

Giải SBT Vật lí 10 trang 31

Giải SBT Vật lí 10 trang 33

Xem thêm tài liệu Vật lí lớp 10 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 10: Ba định luật Newton về chuyển động