Vui lòng bật JavaScript để tiếp tục sử dụng Website!

Vật lý 10 Bài 6: Tính tương đối của chuyển động và công thức cộng vận tốc

  1. Chia sẻ trang này

    Tác giả: LTTK CTV
    Đăng lúc: 19/11/17
    Tóm tắt lý thuyết
    I. Tính tương đối của chuyển động.
    1. Tính tương đối của quỹ đạo.
    • Hình dạng quỹ đạo của chuyển động trong các hệ qui chiếu khác nhau thì khác nhau. Quỹ đạo có tính tương đối
    2. Tính tương đối của vận tốc.
    • Vận tốc của vật chuyển động đối với các hệ qui chiếu khác nhau thì khác nhau. Vận tốc có tính tương đối

    • Ví dụ: Một hành khách ngồi yên trong một toa tàu chuyển động với vận tốc 40 km/h. Đối với toa tàu thì vận tốc của người đó bằng 0. Đối với người đứng dưới đường thì người đó đang chuyển động với vận tốc 40 km/h
    [​IMG]

    II. Công thức cộng vận tốc.
    1. Hệ qui chiếu đứng yên và hệ qui chiếu chuyển động.
    • Hệ qui chiếu gắn với vật đứng yên gọi là hệ qui chiếu đứng yên.

    • Hệ qui chiếu gắn với vật vật chuyển động gọi là hệ qui chiếu chuyển động.
    2. Công thức cộng vận tốc.
    • Công thức cộng vận tốc: \(\overrightarrow {{v_{13}}} = \overrightarrow {{v_{12}}} + \overrightarrow {{v_{23}}} \)

    • Nếu một vật (1) chuyển động với vận tốc \(\overrightarrow {{v_{12}}} \) trong hệ qui chiếu thứ nhất (2), hệ qui chiếu thứ nhất lại chuyển động với vận tốc \(\overrightarrow {{v_{23}}} \) trong hệ qui chiếu thứ hai (3) thì trong hệ qui chiếu thứ hai vật chuyển động với vận tốc \(\overrightarrow {{v_{13}}} \) được tính theo công thức : \(\overrightarrow {{v_{13}}} = \overrightarrow {{v_{12}}} + \overrightarrow {{v_{23}}} \)

    • Trong đó:
      • \(\overrightarrow {{v_{13}}} \) vận tốc tuyệt đối ( vận tốc của vật đối với hệ quy chiếu đứng yên)

      • \(\overrightarrow {{v_{12}}} \) vận tốc tương đối ( vận tốc của vật đối với hệ quy chiếu chuyển động)

      • \(\overrightarrow {{v_{23}}} \) vận tốc kéo theo ( vận tốc của hệ quy chiếu chuyển động đối với hệ quy chiếu đứng yên)
    • Trường hợp \(\overrightarrow {{v_{12}}} \) cùng phương, cùng chiều \(\overrightarrow {{v_{23}}} \)
      • Về độ lớn: \({v_{13}} = {v_{12}} + {v_{23}}\)

      • Về hướng: \(\overrightarrow {{v_{13}}} \) cùng hướng với \(\overrightarrow {{v_{12}}} \) và \(\overrightarrow {{v_{23}}} \)
    • Trường hợp \(\overrightarrow {{v_{12}}} \) cùng phương, ngược chiều \(\overrightarrow {{v_{23}}} \)
      • Về độ lớn: \[{v_{13}} = \left| {\begin{array}{*{20}{c}}
        {{v_{12}} - {v_{23}}}
        \end{array}} \right|\]

      • Về hướng:
        • \(\overrightarrow {{v_{13}}} \) cùng hướng với \(\overrightarrow {{v_{12}}} \) khi \({v_{12}} > {v_{23}}\)

        • \(\overrightarrow {{v_{13}}} \) cùng hướng \(\overrightarrow {{v_{23}}} \) với khi \({v_{12}} < {v_{23}}\)

    Bài tập minh họa
    Bài 1:
    A ngồi trên một toa tàu chuyển động với vận tốc 15 km/h đang rời ga. B ngồi trên một toa tàu khác chuyển động với vận tốc 10 km/h đang đi ngược chiều vào ga. Hai đường tàu song song với nhau. Tính vận tốc của B đối với A.

    Hướng dẫn giải:
    • Gọi : \(\overrightarrow {v_1} = \overrightarrow {v_{BD}}\): Vận tốc tàu B đối với đất
    • Gọi: \(\overrightarrow {v_2} = \overrightarrow {v_{AD}}\): Vận tốc tàu A đối với đất
    • Gọi: \(\overrightarrow {v_{12}} = \overrightarrow {v_{BA}}\): Vận tốc tàu B đối với xe A
    • Chọn chiều dương là chiều chuyển động của tàu A.
    Áp dụng công thức cộng vận tốc: $\overrightarrow {v_{BD}} = \overrightarrow {v_{BA}} + \overrightarrow {v_{AD}}$

    Suy ra: $\overrightarrow{v_{BA}} =\overrightarrow {v_{BD}} - \overrightarrow {v_{AD}}$

    • Do tàu A và B chuyển động ngược chiều
    \(v_{BA} = v_{BD} + v_{DA} = -10 - 15\)

    \(v_{BA} = -25 km/h.\)

    Bài 2:
    Một ô tô A chạy đều trên một đường thẳng với vận tốc 40 km/h. Một ô tô B đuổi theo ô tô A với vận tốc 60km/h. Xác định vận tốc của ô tô B đối với ô tô A và của ô tô A đối với ô tô B.

    Hướng dẫn giải:
    Chọn chiều dương là chiều chuyển động của hai xe.

    • Gọi \(\underset{v_{AD}}{\rightarrow}\): Vận tốc xe A đối với đất.
    \(\underset{v_{BD}}{\rightarrow}\): Vận tốc xe B đối với đất.

    \(\underset{v_{BA}}{\rightarrow}\): Vận tốc xe B đối với xe A.

    • Vận tốc xe B đối với xe A:
      • Theo định lí cộng vận tốc: \(\underset{v_{BA}}{\rightarrow}\) = \(\underset{v_{BD}}{\rightarrow}\) + \(\underset{v_{AD}}{\rightarrow}\)

      • Do hai xe chuyển động cùng chiều (vBD > vAD).
    \(\Rightarrow v_{BD} = 60 - 40 = 20 km/h\)

    • Vận tốc xe A đối với xe B: (tương tự trên)
      • Ta có \(\underset{v_{AB}}{\rightarrow}\) = \(\underset{v_{AD}}{\rightarrow}\) + \(\underset{v_{DB}}{\rightarrow}\)

      • Do hai xe chuyển động cùng chiều (vBD > vAD).
    \(\Rightarrow v_{AB} = 60 - 40 = 20 km/h\)