Bài 4: Sự Rơi Tự Do

Bài 4.12 trang 16 SBT Vật lí 10

Giải bài 4.12 trang 16 sách bài tập vật lý 10. Một vật được thả rơi từ một khí cầu đang bay ở độ cao 300 m. Bỏ qua lực cản của không khí. Lấy gia tốc rơi tự do g = 9,8 m/s2. Hỏi sau bao lâu thì vật rơi chạm đất ? Nếu :

Đề bài

Một vật được thả rơi từ một khí cầu đang bay ờ độ cao 300 m. Bỏ qua lực cản của không khí. Lấy gia tốc rơi tự do g = 9,8 m/s². Hỏi sau bao lâu thì vật rơi chạm đất ? Nếu :

a) khí cầu đứng yên.

b) khí cầu đang hạ xuống theo phương thẳng đứng với vận tốc 4,9 m/s.

c) khí cầu đang bay lên theo phương thẳng đứng với vận tốc 4,9 m/s.

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Áp dụng công thức tính vận tốc và tính quãng đường của vật rơi tự do:

\(v = {v_0} + gt\)

\(S = \dfrac{1}{2}g{t^2}\)

Lời giải chi tiết

a. Trong trường hợp khí cầu đứng yên thì quãng đường vật rơi tự do từ độ cao s tính theo công thức \(s = \displaystyle{{g{t^2}} \over 2}\)

Từ đó suy ra khoảng thời gian rơi tự do của vật bằng: \(t =\displaystyle \sqrt {{{2h} \over g}} = \sqrt {{{2.300} \over {9,8}}} \approx 7,8(s)\)

b. Trong trường hợp khí cầu đang hạ xuống thì vật rơi nhanh dần đều với vận tốc đầu v0 = 4,9 m/s bằng vận tốc hạ xuống của khí cầu từ độ cao s được tính theo công thức \(s = {v_0}t + \displaystyle{{g{t^2}} \over 2}\)

Thay số vào ta thu được phương trình bậc 2:

\(300 = 4,9t + \displaystyle{{9,8{t^2}} \over 2} \\< = > {t^2} + t - \displaystyle{{300} \over {4,9}} = 0\)

Giải ra ta tìm được t ≈ 7,3 s (chú ý chỉ lấy nghiệm t > 0)

Như vậy thời gian rơi của vật là t ≈ 7,3 s

c. Trong trường hợp khí cầu đang bay lên thì lúc đầu vật được ném lên cao với vận tốc đầu v₀ = 4,9 m/s bằng vận tốc bay lên của khí cầu từ độ cao s và chuyển động chậm dần đều trong khoảng thời gian t₂ lên tới độ cao lớn nhất, tại đó v = 0. Khoảng thời gian t₂ được tính theo công thức:

v = v₀ – gt₂ = 0 => t₂ = 0,5 s

Sau đó vật lại rơi tự do từ độ cao lớn nhất xuống đến độ cao 300 m trong thời gian t₂ = 0,5 s, rồi tiếp tục tơi nhanh dần đều với vận tốc v₀ = 4,9 m/s từ độ cao 300 m xuống tới đất trong khoảng thời gian t₁ ≈ 7,3 s (giống như trường hợp trên).

Như vậy, khoảng thời gian chuyển động của vật sẽ bằng:

t = 2t₂ + t₁ = 2.0,5 + 7,3 = 8,3 s.

Loigiaihay.com

Bình luận

Chia sẻ

Bình chọn:

4.2 trên 6 phiếu

Bài tiếp theo

Bài 4.11 trang 16 SBT Vật lí 10
Giải bài 4.11 trang 16 sách bài tập vật lý 10. Một vật rơi tự do từ độ cao s xuống tới mặt đất. Cho biết trong 2 s cuối cùng, vật đi được đoạn đường bằng một phần tư độ cao s. Hãy tính độ cao s và khoảng thời gian rơi t của vật. Lấy gia tốc rơi tự do g = 9,8 m/s2.
Bài 4.10 trang 16 SBT Vật lí 10
Giải bài 4.10 trang 16 sách bài tập vật lý 10. Hai viên bi A và B được thả rơi tự do từ cùng một độ cao. Viên bi A rơi sau viên bi B một khoảng thời gian là 0,5 s. Tính khoảng cách giữa hai viên bi sau thời gian 2 s kể từ khi bi A bắt đầu rơi. Lấy gia tốc rơi tự do g = 9,8 m/s2.
Bài 4.9 trang 16 SBT Vật lí 10
Giải bài 4.9 trang 16 sách bài tập vật lý 10. Tính quãng đường mà vật rơi tự do đi được trong giây thứ tư. Trong khoảng thời gian đó vận tốc của vật đã tăng lên bao nhiêu ? Lấy gia tốc rơi tự do g = 9,8 m/s2.
Bài 4.8 trang 15 SBT Vật lí 10
Giải bài 4.8 trang 15 sách bài tập vật lý 10. Tính khoảng thời gian rơi tự do t của một viên đá. Cho biết trong giây cuối cùng trước khi chạm đất, vật đã rơi được đoạn đường dài 24,5 m. Lấy gia tốc rơi tự do g = 9,8 m/s2.
Bài 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7 trang 15 SBT Vật lí 10
Giải bài 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7 trang 15 sách bài tập vật lý 10. Chuyển động của vật nào dưới đây không thể coi là chuyển động rơi tự do ?
Bài 4.1, 4.2 trang 14,15 SBT Vật lí 10
Giải bài 4.1, 4.2 trang 14,15 sách bài tập vật lý 10. Câu nào đúng ?