Giải Vật lí 10 Bài 7 - Kết nối tri thức: Đồ thị độ dịch chuyển – thời gian

Hoạt động trang 35 Vật Lí 10: Hình 7.2 là đồ thị độ dịch chuyển – thời gian của một người đang bơi trong một bể bơi dài 50 m. Đồ thị này cho biết những gì về chuyển động của người đó?

1. Trong 25 giây đầu mỗi giây người đó bơi được bao nhiêu mét? Tính vận tốc của người đó ra m/s.

2. Từ giây nào đến giây nào người đó không bơi?

3. Từ giây 35 đến giây 60 người đó bơi theo chiều nào?

4. Trong 20 giây cuối cùng, mỗi giây người đó bơi được bao nhiêu mét? Tính vận tốc của người đó ra m/s.

5. Xác định độ dịch chuyển và vận tốc của người đó khi bơi từ B đến C.

6. Xác định độ dịch chuyển và vận tốc của người đó trong cả quá trình bơi.

Lời giải:

1. Trong 25 giây đầu người bơi thẳng từ O đến A và không đổi chiều nên độ dịch chuyển trong 25s đầu là d = 50 m.

Vận tốc của người: $v=\frac{d}{t}=\frac{50}{25}=2\left(m/s\right).$

Vậy mỗi giây người đó bơi được 2 m.

2. Từ đồ thị ta thấy khi người di chuyển từ A đến B, đồ thị là đường nằm ngang nên người này không bơi, tức là người không bơi từ giây thứ 25 đến giây thứ 35.

3. Từ giây 35 đến giây 60, đồ thị là đoạn BC hướng xuống nên người bơi theo chiều ngược chiều dương..

4. Dựa vào đồ thị ta có:

Độ dịch chuyển ở giây thứ 40: d₁ = 45 m.

Độ dịch chuyển ở giây thứ 60: d₂ = 25 m.

Như vậy trong 20s cuối, mỗi giây người đó bơi được: $\frac{\left|d_2-d_1\right|}{\Delta t}=\frac{\left|25-45\right|}{20}=1\left(m\right).$

Vận tốc của người: $v=\frac{\Delta d}{\Delta t}=\frac{d_2-d_1}{\Delta t}=\frac{25-45}{20}=-1\left(m/s\right).$

5. Tại B: d_B = 50 m, t_B = 35 s.

Tại C: d_C = 25 m, t_C = 60 s.

Độ dịch chuyển $\Delta d=d_C-d_B=-25m.$

Vận tốc: $v=\frac{\Delta d}{\Delta t}=\frac{d_C-d_B}{t_C-t_B}=-1\left(m/s\right).$

6. Độ dịch chuyển trong cả quá trình bơi: $\Delta d=d_C-d_O=25-0=25m.$

Vận tốc của người trong cả quá trình bơi: $v=\frac{\Delta d}{\Delta t}=\frac{25}{60}=\frac{5}{12}\left(m/s\right).$