Question

1. Đồ thị vận tốc – thời gian ở Hình 9.5 mô tả chuyển động của một chú chó con đang chạy trong một ngõ thẳng và hẹp.

a) Hãy mô tả chuyển động của chú chó.

b) Tính quãng đường đi được và độ dịch chuyển của chú chó sau: 2s; 4s; 7s và 10s bằng đồ thị và bằng công thức.

2. Một vận động viên đua xe đạp đường dài vượt qua vạch đích với tốc độ 10 m/s. Sau đó vận động viên này đi chậm dần đều thêm 20 m mới dừng lại. Coi chuyển động của vận động viên là thẳng.

a) Tính gia tốc của vận động viên trong đoạn đường sau khi qua vạch đích.

b) Tính thời gian vận động viên đó cần để dừng lại kể từ khi cán đích.

c) Tính vận tốc trung bình của người đó trên quãng đường dừng xe.

Answer 1

1.

a) Mô tả chuyển động:

- Trong 2 giây đầu tiên: chuyển động thẳng đều với vận tốc 1 m/s.

- Từ giây thứ 2 đến giây thứ 4: chuyển động nhanh dần đều

- Từ giây 4 đến giây 7: chuyển động chậm dần

- Từ giây 4 đến giây 8: dừng lại

- Từ giây 8 đến giây 9: chuyển động nhanh dần theo chiều âm

- Từ giây 9 đến giây 10 chuyển động thẳng đều với vận tốc -1 m/s.

b) Quãng đường đi được và độ dịch chuyển:

- Sau 2 giây:

\({s_1} = {d_1} = {v_1}{t_1} = 1.2 = 2\left( {m/s} \right)\)

- Sau 4 giây:

\({s_2} = {d_2} = {s_1} + \frac{1}{2}(1 + 3).2 = 2 + 4 = 6\left( m \right)\)

- Sau 7 giây:

+ Quãng đường:

\({s_3} = {s_2} + \frac{1}{2}.3.\left( {7 - 4} \right) = 6 + 4,5 = 10,5\left( m \right)\)

+ Độ dịch chuyển:

\({d_3} = {d_2} + \frac{1}{2}.(3).\left( {7 - 4} \right) = 6 + 4,5 = 10,5\left( m \right)\)

- Sau 10 giây:

+ Quãng đường:

\({s_4} = {s_3} + s' = 10,5 + 0,5 + 1 = 12\left( m \right)\)

+ Độ dịch chuyển:

\({d_4} = {d_3} + d' = 10,5 - 0,5 - 1 = 9\left( m \right)\)

* Kiểm tra bằng công thức:

- Sau 2 giây:

\({s_1} = {d_1} = {v_1}{t_1} = 1.2 = 2\left( {m/s} \right)\)

- Sau 4 giây:

\(a = \frac{{\Delta v}}{{\Delta t}} = \frac{{3 - 1}}{{4 - 2}} = \frac{2}{2} = 1\left( {m/{s^2}} \right)\)

\({s_2} = {d_2} = {d_1} + {v_1}{t_1} + \frac{1}{2}at_1^2 = 2 + 1.2 + \frac{1}{2}{.1.2^2} = 6\left( m \right)\)

- Sau 7 giây:

\(a = \frac{{\Delta v}}{{\Delta t}} = \frac{{0 - 3}}{{7 - 4}} = \frac{2}{2} =  - 1\left( {m/{s^2}} \right)\)

+ Quãng đường và độ dịch chuyển từ giây 4 đến giây 7 là:

\(d' = s' = {v_0}t + \frac{1}{2}a{t^2} = 3.3 + \frac{1}{2}( - 1).{(7 - 4)^2} = 4,5\left( m \right)\)

=> Quãng đường và độ dịch chuyển đi được sau 7 giây là:

\({d_3} = {s_3} = {d_2} + d' = 6 + 4,5 = 10,5\left( m \right)\)

- Sau 10 giây:

+ Từ giây 7 – 8: đứng yên

+ Từ giây 8 – 9:

\(a = \frac{{ - 1 - 0}}{{9 - 8}} =  - 1\left( {m/{s^2}} \right)\)

\(d = {v_0}t + \frac{1}{2}a{t^2} = 0.1 + \frac{1}{2}\left( { - 1} \right){.1^2} =  - 0,5\left( m \right)\)

s = 0,5 m

+ Từ giây 9 – 10:

\(d = vt =  - 1.1 =  - 1\left( m \right)\)

s = 1 m

Suy ra: độ dịch chuyển và quãng đường đi được sau 10 giây lần lượt là:

\({d_4} = {d_3} - 0,5 - 1 = 10,5 - 0,5 - 1 = 9\left( m \right)\)

\({s_4} = {s_3} - 0,5 - 1 = 10,5 + 0,5 + 1 = 12\left( m \right)\)

=> Kiểm tra thấy các kết quả trùng nhau.

Answer 2

2.

a)

Gia tốc của vận động viên trong đoạn đường sau khi qua vạch đích là:

\({v^2} - v_0^2 = 2{\rm{ad}} \Leftrightarrow a = \frac{{{v^2} - v_0^2}}{{2{\rm{d}}}} = \frac{{{0^2} - {{10}^2}}}{{2.20}} =  - 2,5\left( {m/{s^2}} \right)\)

b)

Thời gian vận động viên đó cần để dừng lại kể từ khi cán đích là:

\(a = \frac{{\Delta v}}{{\Delta t}} \Leftrightarrow \Delta t = \frac{{\Delta v}}{a} = \frac{{0 - 10}}{{ - 2,5}} = 4\left( s \right)\)

c)

Vận tốc trung bình của người đó trên quãng đường dừng xe là:

\(v = \frac{d}{t} = \frac{{20}}{4} = 5\left( {m/s} \right)\)