11 bài tập Chủ đề 1: Sai số và chuyển động cơ có lời giải

Hai vật \[A\] và \[B\] chuyển động cùng chiều trên một đường thẳng có đồ thị vận tốc – thời gian

9/11

Hai vật \[A\]\[B\] chuyển động cùng chiều trên một đường thẳng có đồ thị vận tốc – thời gian như hình vẽ. Biết ban đầu hai vật cách nhau 78 m.

a) Hai vật có cùng vận tốc ở thời điểm nào?

b) Viết phương trình chuyển động của mỗi vật.

c) Xác định vị trí gặp nhau của hai vật.Hai vật \[A\] và \[B\] chuyển động cùng chiều trên một đường thẳng có đồ thị vận tốc – thời gian (ảnh 1)

0/3000 ký tự
Giải thích

Hai vật \[A\] và \[B\] chuyển động cùng chiều trên một đường thẳng có đồ thị vận tốc – thời gian (ảnh 2)

a) Xét vật A: gia tốc \[{a_A} = \frac{{\Delta {v_A}}}{{\Delta t}} = \frac{{0 - 40}}{{20 - 0}} = - 2\,m/{s^2}\]

Phương trình vận tốc của vật A: \[{v_A} = 40 - 2t\,\left( {m/s} \right)\]

Xét vật B: gia tốc \[{a_B} = \frac{{\Delta {v_B}}}{{\Delta t}} = \frac{{20 - 0}}{{20 - 0}} = 1\,m/{s^2}\]

Phương trình vận tốc của vật B: \[{v_B} = t\,\left( {m/s} \right)\]

Khi hai có cùng vận tốc: \({v_1} = {v_2} \Leftrightarrow 40 - 2t = t \Leftrightarrow t = 13,3\,s\)

Vậy hai vật có cùng vận tốc tại thời điểm \(t \approx 13,3s\).

b) Chọn trục tọa độ có phương trùng với phương chuyển động của hai vật.

Gốc tọa độ tại vị trí xuất phát của vật A. Mốc thời gian trùng với thời điểm xuất phát của hai vật.

Chuyển động của vật A:\({d_1} = {v_{0A}}t + \frac{1}{2}{a_A}{t^2} = 40t - {t^2}\)                 (1)

Chuyển động của vật B: \({d_2} = {d_0} + {v_{0B}}t + \frac{1}{2}{a_B}{t^2} = 78 + 0,5{t^2}\)      (2)

c) Hai vật gặp nhau khi \({d_1} = {d_2}\)\( \Rightarrow 40t - {t^2} = 78 + 0,5{t^2}\)    (3).

Phương trình (3) cho hai nghiệm t = 2,12 s và t’ = 24,5 s. Loại t' vì t’ > 20 s.

Thay t vào (1) ta được d1 = 81,5 m.

Hai vật gặp nhau cách vị trí ban đầu của A là 81,5 m.