Giải bài 3 trang 48 – Bài 10 - SGK môn Vật lý lớp 10 Nâng cao
Hai bến sông A và B cách nhau 18 km theo đường thẳng . Một chiếc ca nô phải mất bao nhiêu thời gian để đi từ A đến B rồi trở lại ngay từ B về A ? Biết rằng vận tốc của canô khi nước không chảy là 16,2 km/h và vận tốc của dòng nước so với bờ sông là 1,5 m/s.
Coi Canô là vật 1
Nước là vật 2
Bờ là vật 3
Chọn chiều dương như hình vẽ
\(\Rightarrow\) Khi ngược dòng: \( {{v}_{12}}=16,2\text{ }\left( km/h \right)\text{; }{{\text{v}}_{23}}=-5,4\text{ }\left( km/h \right) \)
Áp dụng công thức vận tốc trong chuyển động thẳng đều và công thức cộng vận tốc:
Khi xuôi: \( \dfrac{AB}{{{t}_{1}}}={{v}_{13}}={{v}_{12}}+{{v}_{23}}\Rightarrow {{t}_{1}}=\dfrac{AB}{{{v}_{12}}+{{v}_{23}}}=\dfrac{18}{16,2+5,4}=\dfrac{5}{6}\text{ }\left( h \right) \)
Khi ngược: \( \dfrac{AB}{{{t}_{2}}}={{v}_{13}}={{v}_{12}}+{{v}_{23}}\Rightarrow {{t}_{2}}=\dfrac{18}{16,2-5,4}=\dfrac{10}{6}\text{ }\left( h \right) \)
\( t={{t}_{1}}+{{t}_{2}}=2,5\text{ }\left( h \right) \)
Chú ý:
- Các đại lượng trong công thức \( {{v}_{13}}={{v}_{12}}+{{v}_{23}} \) là các đại lượng đại số.
- Nên chọn chiều dương là chiều chuyển động của thuyền so với bờ để có độ dời \( \vartriangle x=\) quãng đường s.
- Nên biểu diễn các vectơ đã biết phương chiều \( \left( {{\overrightarrow{v}}_{23}};\text{ }{{\overrightarrow{v}}_{12}} \right) \) vectơ nào cùng chiều dương sẽ có giá trị đại số dương và ngược lại.
Ghi nhớ :
- Quỹ đạo và vận tốc của cùng một vật chuyển động đối với các hệ quy chiếu khác nhau thì khác nhau.
- Công thức cộng vận tốc : Vectơ vận tốc tuyệt đối bằng tổng vectơ của vận tốc tương đối và vận tốc kéo theo: \( {{\overrightarrow{v}}_{1,3}}={{\overrightarrow{v}}_{1,2}}+{{\overrightarrow{v}}_{2,3}}. \)
- Vận tốc tuyệt đối là vận tốc của vật đối với hệ quy chiếu đứng yên ; vận tốc tương đối là vận tốc của vật đối với hệ quy chiếu chuyển động ; vận tốc kéo theo là vận tốc của hệ quy chiếu chuyển động đối với hệ quy chiếu đứng yên.