Hướng dẫn giải bài tập về Tính tương đối của chuyển động - Công thức công vận tốc môn Vật Lý 10

GIẢI BÀI TẬP

TÍNH TƯƠNG ĐỐI CỦA CHUYỂN ĐỘNG – CÔNG THỨC CỘNG VẬN TỐC

Bài 1: Một phi công muốn máy bay của mình bay về hướng Tây trong khi gió thổi về hướng Nam với vận tốc 50 km/h. Biết rằng khi không có gió, vận tốc của máy bay là 200 km/h. Khi đó vận tốc của máy bay so với mặt đất là bao nhiêu ?

Giải

- Áp dụng công thức cộng vận tốc ta có:

\(\overrightarrow {{v_{12}}} = \overrightarrow {{v_{10}}} + \overrightarrow {{v_{20}}} \)

\(\overrightarrow {{v_{10}}} \) là vận tốc của máy bay so với đất (theo hướng tây); 

\(\overrightarrow {{v_{12}}} \) là vận tốc của máy bay so với gió; 

\(\overrightarrow {{v_{20}}} \) là vận tốc của gió so với đất (theo hướng nam)..

- Từ hình vẽ ta có:

v₁₀² = v₁₂² - v₂₀² = 200² - 50² = 50√15 ≈ 193,65 km/h

Bài 2: Một người đi xe đạp với vận tốc 14,4 km/h, trên một đoạn đường song hành với đường sắt. Một đoạn tàu dài 120 m chạy ngược chiều và vượt người đó mất 6 s kể từ lúc tàu gặp người đó. Hỏi vận tốc của tàu là bao nhiêu ?

Giải

- Vận tốc của xe đạp so với đất là:

 v_xd = 24,4 km/h = 4 m/s

- Vận tốc của tàu so với xe đạp là:

 v_tx = L/t = 120/6 = 20 m/s

- Vận tốc của tàu so với đất là:

 v_TD = v_TX - v_XD = 20 – 4 = 16 m/s.

Bài 3: Một ô tô chạy với vận tốc 50 km/h trong trời mưa. Mưa rơi theo phương thẳng đứng. Trên cửa kính của xe, các vệt mưa rơi làm với phương thẳng đứng một góc 60°. Xác định vận tốc của giọt mưa đối với xe ô tô.

Giải

- Mưa rơi theo phương thẳng đứng nên vectơ vận tốc của giọt mưa đối với đất \(\overrightarrow {{v_{10}}} \)  hướng thẳng đứng, chiều từ trên xuống.

- Ôtô chạy với vận tốc 50 km/h theo phương ngang nên vectơ vận tốc của ô tô đối với đất là \(\overrightarrow {{v_{20}}} \)  hướng theo phương ngang (giả sử chiều sang bên trái như hình vẽ).

- Vận tốc của giọt mưa đối với xe ô tô là \(\overrightarrow {{v_{12}}} \)

- Ta có:

 \(\overrightarrow {{v_{10}}} = \overrightarrow {{v_{12}}} + \overrightarrow {{v_{20}}} \) 

Sơ đồ vận tốc của giọt nước mưa đối với xe như hình vẽ.

- Ta có:

 sin 60° = v₂₀/v₁₂ 

⟹ v₁₂ = v₂₀/sin60° = 57,7 km/h

Bài 4: Một ca nô đi trong mặt nước yên lặng với vận tốc 16 m/s, vận tốc của dòng nước so với bờ sông là 2 m/s. Góc giữa vectơ vận tốc của ca nô đi trong nước yên lặng và vectơ vận tốc của dòng nước là α (0 < α < 180^o). Độ lớn vận tốc của ca nô so với bờ có thể là

A. 20 m/s.

B. 2 m/s.

C. 14 m/s.

D. 16 m/s.

Giải

Chọn D.

- Vận tốc của ca nô so với bờ lớn nhất khi α = 0

=> v_max = 16 + 2 = 18 m/s;

- Và nhỏ nhất khi α = 180°

⟹ v_min = 16 – 2 = 14 m/s

Do vậy khi 0 < α < 180° thì 14 m/s < v < 18 m/s

=> v = 16 m/s là giá trị có thể có của độ lớn vận tốc ca nô so với bờ.

...

------( Nội dung tiếp theo của tài liệu, các em vui lòng đăng nhập để xem online hoặc tải về máy)------

Trên đây là một phần trích dẫn nội dung tài liệu Hướng dẫn giải bài tập về Tính tương đối của chuyển động - Công thức công vận tốc môn Vật Lý 10 năm 2020-2021. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.

Chúc các em học tập tốt !