Giải Vật lí 10 Bài 9 - Kết nối tri thức: Chuyển động thẳng biến đổi đều

Bài 1 trang 43 Vật Lí 10: Đồ thị vận tốc – thời gian ở Hình 9.5 mô tả chuyển động của một chú chó con đang chạy trong ngõ thẳng và hẹp.

a) Hãy mô tả chuyển động của chú chó.

b) Tính quãng đường đi được và độ dịch chuyển của chú chó sau 2s; 4s; 7s và 10s bằng đồ thị và bằng công thức.

Lời giải:

a. Mô tả chuyển động của chú chó:

- Trong 2 giây đầu tiên: chuyển động thẳng đều với vận tốc 1 m/s.

- Từ giây thứ 2 đến giây thứ 4: chuyển động nhanh dần đều.

- Từ giây thứ 4 đến giây thứ 7: chuyển động chậm dần.

- Từ giây thứ 7 đến giây thứ 8: đứng yên.

- Từ giây thứ 8 đến giây thứ 9: chuyển động nhanh dần theo chiều âm.

- Từ giây thứ 9 đến giây thứ 10 chuyển động thẳng đều với vận tốc -1 m/s theo chiều âm.

b.

Quãng đường đi được và độ dịch chuyển theo đồ thị:

Sau 2s: $s_1=d_1=\left(1-0\right).\left(2-0\right)=2\left(m\right).$

Sau 4s: $s_2=d_2=d_1+\frac{\left(v_1+v_2\right).t_2}{2}=2+\frac{\left(1+3\right).\left(4-2\right)}{2}=6\left(m\right).$

Sau 7s: $s_3=d_3=d_2+\frac{1}{2}{v}_3.t_3=6+\frac{3.\left(7-4\right)}{2}=10,5\left(m\right).$

Sau 10s: $s_4=s_3+\frac{1}{2}\mathrm{.1.1}+1.1=12\left(m\right).$

$d_4=d_3+\frac{1}{2}.\left(-1\right).\left(9-8\right)+\left(-1\right).\left(10-9\right)=9\left(m\right).$

Quãng đường đi được và độ dịch chuyển theo công thức:

Sau 2s: $s_1=d_1=v_1.t_1=1.2=2\left(m\right).$

Sau 4s: Gia tốc: $a_1=\frac{v_2-v_1}{t_2}=\frac{3-1}{4-2}=1\left(m/s^2\right).$

$\Rightarrow s_2=d_2=d_1+v_1.t_2+\frac{1}{2}{a}_1{t}_2^2=2+1.2+\frac{1}{2}{\mathrm{.1.2}}^2=6\left(m\right).$

Sau 7s: Gia tốc từ giây thứ 4 đến giây thứ 7: $a_2=\frac{v_3-v_2}{t_3}=\frac{0-3}{7-4}=-1\left(m/s^2\right).$

$s_3=d_3=d_2+v_3{t}_3+\frac{1}{2}{a}_2.t_3^2=6+3.3+\frac{1}{2}.\left(-1\right){.3}^2=10,5\left(m\right).$

Sau 10s:

Giây 7 đến 8: Vật đứng yên.

Giây 8 đến 9: Gia tốc: $a_4=\frac{v_4-v_3}{t_4}=\frac{-1-0}{9-8}=-1\left(m/s^2\right).$

Độ dịch chuyển: d₄ = v₃t_{4 + $\frac{1}{2} a_4.t_4^2 = 0.1 + \frac{1}{2}.(-1).1^2$} = - 0,5 (m) => quãng đường s₄ = 0,5 m.

Giây 9 đến 10: $d_5=v_4.t_5=-1.\left(10-9\right)=-1\left(m\right)\Rightarrow$ quãng đường s₅ = 1 m.

Suy ra độ dịch chuyển và quãng đường sau 10s lần lượt là:

$d=d_3+d_4+d_5=10,5-0,5-1=9\left(m\right).$

Quãng đường: $s=s_3+s_4+s_5=10,5+0,5+1=12\left(m\right).$

Vậy 2 kết quả bằng hai cách tính toán trùng nhau.

Xem thêm lời giải bài tập Vật lí lớp 10 Kết nối tri thức với cuộc sống hay, chi tiết khác: