Tailieumoi.vn giới thiệu bộ câu hỏi ôn tập Vật lí có đáp án được biên soạn bám sát chương trình học giúp bạn ôn luyện và bổ sung kiến thức môn Vật lí để đạt kết quả cao trong kì thi sắp tới. Mời các bạn đón xem:

Top 1000 câu hỏi thường gặp môn Vật lí có đáp án (phần 24)

Câu 43: Một vật được thả rơi từ một khí cầu đang bay ở độ cao 300 m. Bỏ qua lực cản của không khí. Lấy gia tốc rơi tự do g = 9,8 m/s². Hỏi sau bao lâu thì vật rơi chạm đất? Nếu:

a) khí cầu đứng yên.

b) khí cầu đang hạ xuống theo phương thẳng đứng với vận tốc 4,9 m/s.

c) khí cầu đang bay lên theo phương thẳng đứng với vận tốc 4,9 m/s.

Lời giải

a. Trong trường hợp khí cầu đứng yên thì quãng đường vật rơi tự do từ độ cao s tính theo công thức $s=\frac{1}{2}g{t}^2$

Từ đó suy ra khoảng thời gian rơi tự do của vật bằng: $t=\sqrt{\frac{2h}{g}}=7,8\left(s\right)$

b. Trong trường hợp khí cầu đang hạ xuống thì vật rơi nhanh dần đều với vận tốc đầu v₀ = 4,9 m/s bằng vận tốc hạ xuống của khí cầu từ độ cao s được tính theo công thức $s=\frac{v^2-v_0^2}{2g}$

Thay số vào ta thu được phương trình bậc 2:

Giải ra ta tìm được t ≈ 7,3 s (chú ý chỉ lấy nghiệm t > 0)

Như vậy thời gian rơi của vật là t ≈ 7,3 s

c. Trong trường hợp khí cầu đang bay lên thì lúc đầu vật được ném lên cao với vận tốc đầu v₀ = 4,9 m/s bằng vận tốc bay lên của khí cầu từ độ cao s và chuyển động chậm dần đều trong khoảng thời gian t₂ lên tới độ cao lớn nhất, tại đó v = 0. Khoảng thời gian t₂ được tính theo công thức: v = v₀ – gt₂ = 0 => t₂ = 0,5 s

Sau đó vật lại rơi tự do từ độ cao lớn nhất xuống đến độ cao 300 m trong thời gian t₂ = 0,5 s, rồi tiếp tục tơi nhanh dần đều với vận tốc v₀ = 4,9 m/s từ độ cao 300 m xuống tới đất trong khoảng thời gian t₁ ≈ 7,3 s (giống như trường hợp trên).

Như vậy, khoảng thời gian chuyển động của vật sẽ bằng: t = 2t₂ + t₁ = 2.0,5 + 7,3 = 8,3 s.