Bài 5.5 trang 9, 10 SBT Vật lý 10 - Kết nối tri thức: Hai ô tô khởi hành cùng một lúc từ hai địa điểm cách nhau 40 km...

Hai ô tô khởi hành cùng một lúc từ hai địa điểm cách nhau 40 km. Nếu chúng đi ngược chiều thì sau 24 min sẽ gặp nhau. Nếu chúng đi cùng chiều thì sau 2h sẽ gặp nhau. Tính vận tốc mỗi xe.

Phương pháp giải :

Sử dụng công thức cộng vận tốc được xác định bằng biểu thức:

\(\overrightarrow {{v_{13}}} = \overrightarrow {{v_{12}}} + \overrightarrow {{v_{23}}} \)

Trong đó:

+ Số 1: gắn với vật cần tính vận tốc

+ Số 2: gắn với hệ quy chiếu là các vật chuyển động

+ Số 3: gắn với hệ quy chiếu là các vật đứng yên

+ v₁₂: vận tốc của vật so với hệ quy chiếu chuyển động gọi là vận tốc tương đối

+ v₂₃: vận tốc của hệ quy chiếu chuyển động so với hệ quy chiếu đứng yên gọi là vận tốc kéo theo

+ v₁₃: vận tốc của vật so với hệ quy chiếu chuyển động gọi là vận tốc tuyệt đối.

Lời giải chi tiết:

Số 1 xe A; số 2 xe B; số 3 mặt đường; t₁ = 24 phút = 0,4 h; t₂ = 2 h

\(\overrightarrow {{v_{13}}} \)là vận tốc của xe A so với đường.

\(\overrightarrow {{v_{12}}} \)là vận tốc của xe A so với xe B.

\(\overrightarrow {{v_{23}}} \)là vận tốc của xe B so với đường.

Khi đi ngược chiều: v₁₃ = v₁₂ – v₂₃ => v₁₂ = v₁₃ + v₂₃ = \(\frac{{40}}{{0,4}}\) = 100 km/h

⇨ v₁₃ + v₂₃ = 100 (1)

Khi hai xe chuyển động cùng chiều:

v₁₃ = v’₁₂ + v₂₃ => v’₁₂ = v₁₃ – v₂₃ = \(\frac{{40}}{{0,2}}\) = 20 km/h

⇨ v₁₃ – v₂₃ = 20 (2)

Từ (1) và (2) => v₁₃ = 60 km/h; v₂₃ = 40 km/h

Vậy vận tốc của mỗi xe lần lượt là 60 km/h và 40 km/h.