Đề kiểm tra Nguyên hàm (có lời giải) - Đề 3

Một hòn đá được ném lên theo phương thẳng đứng, bỏ qua lực cản của không khí, với vận tốc ban đầu là

20/22

Một hòn đá được ném lên theo phương thẳng đứng, bỏ qua lực cản của không khí, với vận tốc ban đầu là \(10\left( {m/s} \right)\), lấy \[g = 10\left( {m/{s^2}} \right)\]. Khi lên đến điểm cao nhất hòn đá rơi thẳng đứng đến khi chạm đất. Tính thời gian viên đá bay từ lúc ném lên đến khi chạm đất.

Giải thích

+ Vận tốc khi viên đá bay lên là \[{v_1}\left( t \right) = \int { - g{\rm{d}}t}  = \int { - 10} {\rm{d}}t =  - 10t + C\].

+ Theo giả thiết ta có \[{v_1}\left( 0 \right) = 10 \Rightarrow C = 10 \Rightarrow {v_1}\left( t \right) =  - 10t + 10\].

+ Đến vị trí cao nhất thì viên đá dừng, ta có.

+ Quãng đường từ lúc ném đến khi viên đá đạt độ cao nhất là:

\[{S_1}\left( t \right) = \int {{v_1}\left( t \right){\rm{d}}t}  = \int {\left( { - 10t + 10} \right)} {\rm{d}}t =  - 5{t^2} + 10t + {C_1}\]

+ Ta có \[{S_1}\left( 0 \right) = 0 \Rightarrow {C_1} = 0\]\[ \Rightarrow {S_1}\left( t \right) =  - 5{t^2} + 10t\].

+ Sau \[1\left( s \right)\] viên đá đạt độ cao \[ \Rightarrow {S_1}\left( 1 \right) = 5\left( m \right)\].

+ Vận tốc khi viên đá rơi xuống là \[{v_2}\left( t \right) = \int {g{\rm{d}}t}  = \int {10} {\rm{d}}t = 10t + {C_2}\].

+ Lúc bắt đầu rơi \[{v_2}\left( 0 \right) = 0 \Rightarrow {C_2} = 0 \Rightarrow {v_2}\left( t \right) = 10t\].

+ Quãng đường viên đá rơi xuống là: \[{S_2}\left( t \right) = \int {{v_2}\left( t \right){\rm{d}}t}  = \int {10t} {\rm{d}}t = 5{t^2} + {C_3}\].

+ Ta có \[{S_2}\left( 0 \right) = 0 \Rightarrow {C_3} = 0\]\[ \Rightarrow {S_2}\left( t \right) = 5{t^2}\].

Do đó \[5{t^2} = 5 \Rightarrow t = 1\left( s \right)\], suy ra thời gian viên đá rơi đến khi chạm đất là \[1\left( s \right)\].

Vậy tổng thời gian viên đá từ lúc ném lên đến khi rơi xuống là \[2\left( s \right)\].