Biểu đồ bên dưới liên quan đến chuyển động của một vật rơi. Câu nào sau đây mô tả đúng biểu đồ?

Đáp án đúng là D

Phương pháp giải

Phân tích đồ thị hình vẽ.

Xét ý nghĩa của các đại lượng trong bài toán:

Đặc điểm vận tốc với sức cản không khí:

+ Khi mới rơi, vận tốc tăng nhanh do trọng lực lớn hơn sức cản không khí.

+ Khi vận tốc tăng, lực cản không khí cũng tăng, dần cân bằng với trọng lực, làm cho vận tốc đạt giá trị cực đại (gọi là vận tốc giới hạn).

Lời giải

Một vật đang rơi sẽ tiếp tục tăng tốc bất kể tác động của lực cản không khí. Vì tốc độ là độ dốc của đồ thị khoảng cách-thời gian, nên đồ thị khoảng cách-thời gian của một vật đang rơi sẽ có độ dốc tăng dần. Với lực cản không khí, độ dốc trở thành hằng số ở vận tốc cuối. Nếu không có lực cản không khí, độ dốc sẽ tiếp tục tăng. Do đó, đại lượng y không thể là khoảng cách và Tùy chọn A và B là sai.

Câu trả lời C sai vì nếu không có lực cản không khí, vật sẽ rơi tự do với

gia tốc không đổi = g. Tốc độ sẽ tiếp tục tăng với tốc độ không đổi.

Câu trả lời D cho thấy tốc độ tăng với tốc độ giảm dần khi lực cản không khí tăng. Khi lực cản không khí bằng trọng lượng, vật sẽ rơi với vận tốc cuối (tốc độ).