Bài 3.12 trang 13 SBT Vật lí 10

Đề bài

Căn cứ vào đồ thị vận tốc của 4 vật I, II, III, IV trên hình 3.2, hãy lập công thức tính vận tốc và công thức tính quãng đường đi được của mỗi vật chuyển động.

Lời giải chi tiết

Căn cứ vào đồ thị vận tốc của 4 vật I, II, III, IV vẽ trên hình 3.2 ta có thể xác định được vận tốc đầu v₀ và vận tốc tức thời v của mỗi vật chuyển động, do đó tính được gia tốc theo công thức :

Sau đó thay các giá trị tìm được vào công thức tính vận tốc \(v=v_0+at\) và công thức tính quãng đường đi được của mỗi vật chuyển động \(s=v_0t+\dfrac{at^2}{2}\)

- Vật I:

+ Vận tốc ban đầu: \(v_0= 0\)

+ Vận tốc tại thời điểm \(t=20s\): \(v = 20 m/s\)

Ta suy ra: gia tốc của vật I: \(a=\dfrac{v-v_0}{t-0}=\dfrac{20-0}{20-0}=1m/s^2\)

+ Phương trình vận tốc: \(v=v_0+at=0+1t=t\)

+ Phương trình quãng đường: \(s = \displaystyle{{{t^2}} \over 2}\)

- Vật II:

+ Vận tốc ban đầu: \(v_0= 20 m/s\)

+ Vận tốc tại thời điểm \(t=20s\): \(v = 40 m/s\)

Gia tốc của vật II: \(a = \displaystyle{{40-20} \over {20-0}} = 1m/{s^2}\)

+ Phương trình vận tốc: \(v = 20 +  t\)

+ Phương trình quãng đường: \(s = 20t + \displaystyle{{{t^2}} \over 2}\)

- Vật III:

+ Vận tốc của vật \(v= 20 m/s\) trong mọi khoảng thời gian

=> Vật III chuyển động thẳng đều với vận tốc \(v=20m/s\)

+ Phương trình vận tốc: \(v=20m/s\)

+ Phương trình quãng đường: \(s=vt=20t\)

- Vật IV:

+ Vận tốc ban đầu: \(v_0= 40 m/s\)

+ Vận tốc tại thời điểm \(t=20s\): \(v = 0 m/s\)

Gia tốc của vật III: \(a = \displaystyle{{0-40} \over {20-0}} = - 2m/{s^2}\)

+ Phương trình vận tốc: \(v = 40 – 2t\)

+ Phương trình quãng đường: \(s = 40t - {t^2}\).