Môn Lý - Lớp 10
10 bài tập Tính tương đối của chuyển động - công thức cộng vận tốc mức độ thông hiểu
Câu hỏi
Một người chèo thuyền qua sông với vận tốc 9km/h theo hướng vuông góc với bờ sông. Do nước sông chảy nên thuyền đã bị đưa xuôi theo dòng chảy xuống phía dưới hạ lưu một đoạn bằng 120m. Độ rộng của dòng sông là 600m. Hãy tính vận tốc của dòng nước chảy đối với bờ sông?
- A 1,8m/s
- B 0,5m/s
- C 0,4m/s
- D 0,8m/s
Phương pháp giải:
Vật (1) : Vật chuyển động
Vật (2): Hệ quy chiếu chuyển động
Vật (3): Hệ quy chiếu đứng yên.
Ta có:
+ \(\overrightarrow {{v_{12}}} \): vận tốc của vật chuyển động (1) so với hệ quy chiếu chuyển động (2) → Vận tốc tương đối
+ \(\overrightarrow {{v_{13}}} \): vận tốc của vật chuyển động (1) so với hệ quy chiếu đứng yên (3) → Vận tốc tuyệt đối
+ \(\overrightarrow {{v_{23}}} \): vận tốc của hệ quy chiếu chuyển động (2) so với hệ quy chiếu chuyển động (3) → Vận tốc kéo theo.
Công thức cộng vận tốc: \(\overrightarrow {{v_{13}}} = \overrightarrow {{v_{12}}} + \overrightarrow {{v_{23}}} \)
Lời giải chi tiết:
Vật (1): Thuyền
Vật (2): Dòng nước
Vật (3): Bờ sông
Ta có: \(\overrightarrow {{v_{13}}} = \overrightarrow {{v_{12}}} + \overrightarrow {{v_{23}}} \)
Người chèo thuyền qua sông với vận tốc 5,4km/h là: \({v_{12}} = 9km/h = 2,5m/s\)
(Vận tốc của thuyền khi nước đứng yên)
Có \(\overrightarrow {{v_{12}}} \bot \overrightarrow {{v_{23}}} \)
Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}OA = 600m{\rm{ }}\\AB = 120m\end{array} \right. \Rightarrow \tan \alpha = \dfrac{{AB}}{{OA}} = \dfrac{{120}}{{600}} = \dfrac{1}{5}\)
Mặt khác: \(\tan \alpha = \dfrac{{{v_{23}}}}{{{v_{12}}}} \Rightarrow {v_{23}} = {v_{12}}.\tan \alpha = 2,5.\dfrac{1}{5} = 0,5m/s\)
Chọn B