Một người đi xe máy trên một đoạn đường thẳng muốn đạt được vận tốc 36 km/h sau khi

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

Câu hỏi 9.9 trang 16 SBT Vật lí 10: Một người đi xe máy trên một đoạn đường thẳng muốn đạt được vận tốc 36 km/h sau khi đi được 100 m bằng một trong hai cách sau:

Cách 1: Chạy thẳng nhanh dần đều trong suốt quãng đường.

Cách 2: Chỉ cho xe chạy nhanh dần đều trên $\frac{1}{5}$ quãng đường, sau đó cho xe chuyển động thẳng đều trên quãng đường còn lại.

a) Hỏi cách nào mất ít thời gian hơn?

b) Hãy tìm một cách khác để giải bài toán này.

Lời giải:

a) Đổi 36 km/h = 10 m/s.

- Cách 1:

Vì $v_0=0;v=10m/s;d=100m$ nên gia tốc của xe trong chuyển động là

 $a=\frac{v^2-v_0^2}{2d}=0,5m/s^2$

Thời gian xe chuyển động để đạt được 36 km/h trong 100 m là

Từ $v=v_0+at\Rightarrow t=20s$ (1)

- Cách 2:

Vì xe chuyển động nhanh dần đều trong quãng đường $d_1=\frac{100}{5}=20m$ với $v_0=0;v=10m/s;$ nên gia tốc trong chuyển động này là $a_1=\frac{v^2-v_0^2}{2d_1}=2,5m/s^2$

Thời gian chuyển động trong quãng đường này là:

$t_1=\frac{v-v_0}{a}=\frac{10-0}{2,5}=4s$.

Thời gian chuyển động đều trên quãng đường còn lại 100 – 20 = 80 m là: 

$t_2=\frac{d_2}{v}=\frac{80}{10}=8s$

Thời gian chuyển động trong cách 2:

$t\text{'}=t_1+t_2=12s$ (2)

Từ (1) và (2) ta thấy 12 s < 20 s.

Vậy cách 2 mất ít thời gian hơn.

b) Có thể giải bằng cách tính vận tốc trung bình.

- Cách 1: Vận tốc trung bình của chuyển động là

$v_{tb1}=\frac{v+v_0}{2}=\frac{0+10}{2}=5m/s$

Thời gian xe chuyển động là $t=\frac{s}{v_{tb1}}=\frac{100}{5}=20s$ (1)

- Cách 2:

Vận tốc trung bình của chuyển động trong quãng đường 20 m chuyển động nhanh dần đều là $v_{tb2}=\frac{v+v_0}{2}=\frac{0+10}{2}=5m/s$

Thời gian xe chuyển động nhanh dần đều là $t_1=\frac{s}{v_{tb2}}=\frac{20}{5}=4s$

Thời gian chuyển động đều trên quãng đường còn lại 100 – 20 = 80 m là: $t_2=\frac{d_2}{v}=\frac{80}{10}=8s$

Thời gian chuyển động trong cách 2:

$t\text{'}=t_1+t_2=12s$ (2)

Từ (1) và (2) ta thấy 12 s < 20 s.

Vậy cách 2 mất ít thời gian hơn.

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 9.10 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... 

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... 

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