Một ô tô đang đi trên đường thẳng với tốc độ v thì trước mặt ô tô đột ngột xuất hiện một mối nguy hiểm

Giải SBT Vật lí 10 Cánh diều Chủ đề 1: Mô tả chuyển động

Bài 1.54 trang 14 SBT Vật lí 10: Một ô tô đang đi trên đường thẳng với tốc độ v thì trước mặt ô tô đột ngột xuất hiện một mối nguy hiểm. Trong khoảng thời gian từ khi mối nguy xuất hiện đến khi phanh hoạt động, ô tô chuyển động được quãng đường 29,3 m. Khi phanh hoạt động làm bánh xe ngừng quay, các bánh xe của ô tô để đạt vết trượt dài 12,8m trên đường, như minh họa trong hình 1.8.

Người ta ước tính rằng trong quá trình trượt, ô tô giảm tốc với gia tốc có độ lớn là 0,85g, trong đó g là gia tốc rơi tự do.

a. Xác định:

- Tốc độ v của ô tô trước khi hãm phanh.

- Khoảng thời gian từ khi nguy hiểm xuất hiện đến khi phanh hoạt động.

b. Trên một con đường có giới hạn tốc độ cho phép là 60 km/h, sử dụng kết quả ở câu hỏi a) để thảo luận về việc tuân thủ quy định về tốc độ cho phép khi lái ô tô.

Lời giải:

Chọn chiều dương là chiều chuyển động.

Khi xe hãm phanh thì gia tốc ngược chiều chuyển động nên có giá trị âm.

a. Áp dụng công thức cho quá trình xe trượt:

$$\begin{gathered} v_1^2-v_0^2=2as \\ \iff 0^2-v^2=2.\left(-0,85.9,8\right).12,8 \\ \iff v=14,6m/s \end{gathered}$$

Khoảng thời gian kể từ khi xuất hiện đến khi phanh hoạt động:

$t=\frac{s}{v}=\frac{29,3}{14,6}\approx 2s$

b. Đổi 60 km/h = 16,7 m/s

Tốc độ giới hạn cho phép có ý nghĩa cực kì quan trọng đối với sự an toàn khi tham gia giao thông. Nếu phương tiện vượt quá tốc độ giới hạn cho phép thì có thể xảy ra những hậu quả cực kì nghiêm trọng.