Tailieumoi.vn biên soạn và giới thiệu bộ câu hỏi Vật lí gồm các kiến thức lý thuyết và thực hành, giúp học sinh ôn tập và bổ sung kiến thức cũng như hoàn thành tốt các bài kiểm tra môn Vật lí. Mời các bạn đón xem:

Top 1000 câu hỏi thường gặp môn Vật lí (Phần 6)

Bài 32: Một đoàn xe cơ giới có đội hình dài 1500 m hành quân với vận tốc 40 km/h. Người chỉ huy ở xe đầu trao cho một chiến sĩ đi mô tô một mệnh lệnh chuyển xuống xe cuối. Chiến sĩ ấy đi và về với cùng một vận tốc và hoàn thành nhiệm vụ trở về báo cáo mất một thời gian 5 phút 24 giây. Vận tốc của chiến sĩ đi mô tô là

A. 16,67 m/s.

B. 44,8 km/h.

C. 44,9 m/s.

D. 16,67 km/h.

Lời giải

Đáp án đúng: A

Đổi 5 min 24 s = 324 s

Gọi v₁₀ là tốc độ chiến sĩ đi mô tô so với mặt đường, v₂₀ là tốc độ đoàn xe so với mặt đường, v₁₂ là tốc độ chiến sĩ đi mô tô so với đoàn xe.

Quãng đường người chiến sĩ đi xe mô tô ở cả lượt đi và lượt về là như nhau và cùng bằng l = 1500 m.

Ta có: \({\vec v_{12}} = {\vec v_{10}} + {\vec v_{02}} = {\vec v_{10}} + \left( { - {{\vec v}_{20}}} \right)\)

+ Chọn chiều dương là chiều chuyển động của người chiến sĩ đi xe mô tô  

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{{v_{12\left( {di} \right)}} = {v_{10}} + {v_{20}}}\\{{v_{12\left( {ve} \right)}} = {v_{10}} - {v_{20}}}\end{array}} \right.\)

+ Theo đề bài suy ra: \(t = \frac{\ell }{{{v_{10}} + {v_{20}}}} + \frac{\ell }{{{v_{10}} - {v_{20}}}} = 324(s)\)

\( \Rightarrow \frac{{1500}}{{{v_{10}} + \frac{{100}}{9}}} + \frac{{1500}}{{{v_{10}} - \frac{{100}}{9}}} = 324\)

\( \Rightarrow 0,216v_{10}^2 - 2{v_{10}} - \frac{{80}}{3} = 0\)

\( \Rightarrow \left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{{v_{10}} = \frac{{50}}{3}\,(m/s)}\\{{v_{10}} =  - \frac{{200}}{{27}}\,(m/s)}\end{array}} \right.\)

Ta nhận giá trị v₁₀ dương, v₁₀ = 16,67 m/s

Vậy tốc độ chiến sĩ đi mô tô là 16,67 m/s.

Công thức cộng vận tốc

Công thức cộng vận tốc: Vectơ vận tốc tuyệt đối bằng tổng vectơ của vận tốc tương đối và vận tốc kéo theo.

Trong đó: số 1 ứng với vật chuyển động, số 2 ứng với hệ quy chiếu chuyển động, số 3 ứng với hệ quy chiếu đứng yên.

 là vận tốc tuyệt đối.

 là vận tốc tương đối

 là vận tốc kéo theo.